Theorem xpstopnlem2 23670

Description: Lemma for xpstopn 23671. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Aug-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
xpstps.t	⊢ 𝑇 = (𝑅 ×s 𝑆)
xpstopn.j	⊢ 𝐽 = (TopOpen‘𝑅)
xpstopn.k	⊢ 𝐾 = (TopOpen‘𝑆)
xpstopn.o	⊢ 𝑂 = (TopOpen‘𝑇)
xpstopnlem.x	⊢ 𝑋 = (Base‘𝑅)
xpstopnlem.y	⊢ 𝑌 = (Base‘𝑆)
xpstopnlem.f	⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝑋, 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ {⟨∅, 𝑥⟩, ⟨1o, 𝑦⟩})

Assertion

Ref	Expression
xpstopnlem2	⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → 𝑂 = (𝐽 ×t 𝐾))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐽   𝑥,𝐾,𝑦   𝑥,𝑅,𝑦   𝑥,𝑆,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦   𝑥,𝑌,𝑦

Allowed substitution hints:   𝑇(𝑥,𝑦)   𝐹(𝑥,𝑦)   𝑂(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem xpstopnlem2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2726	. . . . 5 ⊢ ((Scalar‘𝑅)Xs{⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}) = ((Scalar‘𝑅)Xs{⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})
2		fvexd 6900	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → (Scalar‘𝑅) ∈ V)
3		2on 8481	. . . . . 6 ⊢ 2o ∈ On
4	3	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → 2o ∈ On)
5		fnpr2o 17512	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩} Fn 2o)
6		eqid 2726	. . . . 5 ⊢ (TopOpen‘((Scalar‘𝑅)Xs{⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})) = (TopOpen‘((Scalar‘𝑅)Xs{⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}))
7	1, 2, 4, 5, 6	prdstopn 23487	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → (TopOpen‘((Scalar‘𝑅)Xs{⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})) = (∏t‘(TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})))
8		topnfn 17380	. . . . . . . 8 ⊢ TopOpen Fn V
9		dffn2 6713	. . . . . . . . 9 ⊢ ({⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩} Fn 2o ↔ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}:2o⟶V)
10	5, 9	sylib 217	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}:2o⟶V)
11		fnfco 6750	. . . . . . . 8 ⊢ ((TopOpen Fn V ∧ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}:2o⟶V) → (TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}) Fn 2o)
12	8, 10, 11	sylancr 586	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → (TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}) Fn 2o)
13		xpsfeq 17518	. . . . . . 7 ⊢ ((TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}) Fn 2o → {⟨∅, ((TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})‘∅)⟩, ⟨1o, ((TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})‘1o)⟩} = (TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}))
14	12, 13	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → {⟨∅, ((TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})‘∅)⟩, ⟨1o, ((TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})‘1o)⟩} = (TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}))
15		0ex 5300	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ∅ ∈ V
16	15	prid1 4761	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ∅ ∈ {∅, 1o}
17		df2o3 8475	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 2o = {∅, 1o}
18	16, 17	eleqtrri 2826	. . . . . . . . . 10 ⊢ ∅ ∈ 2o
19		fvco2 6982	. . . . . . . . . 10 ⊢ (({⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩} Fn 2o ∧ ∅ ∈ 2o) → ((TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})‘∅) = (TopOpen‘({⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}‘∅)))
20	5, 18, 19	sylancl 585	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → ((TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})‘∅) = (TopOpen‘({⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}‘∅)))
21		fvpr0o 17514	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑅 ∈ TopSp → ({⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}‘∅) = 𝑅)
22	21	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → ({⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}‘∅) = 𝑅)
23	22	fveq2d 6889	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → (TopOpen‘({⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}‘∅)) = (TopOpen‘𝑅))
24		xpstopn.j	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐽 = (TopOpen‘𝑅)
25	23, 24	eqtr4di 2784	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → (TopOpen‘({⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}‘∅)) = 𝐽)
26	20, 25	eqtrd 2766	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → ((TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})‘∅) = 𝐽)
27	26	opeq2d 4875	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → ⟨∅, ((TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})‘∅)⟩ = ⟨∅, 𝐽⟩)
28		1oex 8477	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 1o ∈ V
29	28	prid2 4762	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1o ∈ {∅, 1o}
30	29, 17	eleqtrri 2826	. . . . . . . . . 10 ⊢ 1o ∈ 2o
31		fvco2 6982	. . . . . . . . . 10 ⊢ (({⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩} Fn 2o ∧ 1o ∈ 2o) → ((TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})‘1o) = (TopOpen‘({⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}‘1o)))
32	5, 30, 31	sylancl 585	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → ((TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})‘1o) = (TopOpen‘({⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}‘1o)))
33		fvpr1o 17515	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑆 ∈ TopSp → ({⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}‘1o) = 𝑆)
34	33	adantl 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → ({⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}‘1o) = 𝑆)
35	34	fveq2d 6889	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → (TopOpen‘({⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}‘1o)) = (TopOpen‘𝑆))
36		xpstopn.k	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐾 = (TopOpen‘𝑆)
37	35, 36	eqtr4di 2784	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → (TopOpen‘({⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}‘1o)) = 𝐾)
38	32, 37	eqtrd 2766	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → ((TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})‘1o) = 𝐾)
39	38	opeq2d 4875	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → ⟨1o, ((TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})‘1o)⟩ = ⟨1o, 𝐾⟩)
40	27, 39	preq12d 4740	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → {⟨∅, ((TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})‘∅)⟩, ⟨1o, ((TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})‘1o)⟩} = {⟨∅, 𝐽⟩, ⟨1o, 𝐾⟩})
41	14, 40	eqtr3d 2768	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → (TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}) = {⟨∅, 𝐽⟩, ⟨1o, 𝐾⟩})
42	41	fveq2d 6889	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → (∏t‘(TopOpen ∘ {⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})) = (∏t‘{⟨∅, 𝐽⟩, ⟨1o, 𝐾⟩}))
43	7, 42	eqtrd 2766	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → (TopOpen‘((Scalar‘𝑅)Xs{⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})) = (∏t‘{⟨∅, 𝐽⟩, ⟨1o, 𝐾⟩}))
44	43	oveq1d 7420	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → ((TopOpen‘((Scalar‘𝑅)Xs{⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})) qTop ◡𝐹) = ((∏t‘{⟨∅, 𝐽⟩, ⟨1o, 𝐾⟩}) qTop ◡𝐹))
45		xpstps.t	. . . 4 ⊢ 𝑇 = (𝑅 ×s 𝑆)
46		xpstopnlem.x	. . . 4 ⊢ 𝑋 = (Base‘𝑅)
47		xpstopnlem.y	. . . 4 ⊢ 𝑌 = (Base‘𝑆)
48		simpl 482	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → 𝑅 ∈ TopSp)
49		simpr 484	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → 𝑆 ∈ TopSp)
50		xpstopnlem.f	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝑋, 𝑦 ∈ 𝑌 ↦ {⟨∅, 𝑥⟩, ⟨1o, 𝑦⟩})
51		eqid 2726	. . . 4 ⊢ (Scalar‘𝑅) = (Scalar‘𝑅)
52	45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 1	xpsval 17525	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → 𝑇 = (◡𝐹 “s ((Scalar‘𝑅)Xs{⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})))
53	45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 1	xpsrnbas 17526	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → ran 𝐹 = (Base‘((Scalar‘𝑅)Xs{⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})))
54	50	xpsff1o2 17524	. . . . 5 ⊢ 𝐹:(𝑋 × 𝑌)–1-1-onto→ran 𝐹
55		f1ocnv 6839	. . . . 5 ⊢ (𝐹:(𝑋 × 𝑌)–1-1-onto→ran 𝐹 → ◡𝐹:ran 𝐹–1-1-onto→(𝑋 × 𝑌))
56	54, 55	mp1i 13	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → ◡𝐹:ran 𝐹–1-1-onto→(𝑋 × 𝑌))
57		f1ofo 6834	. . . 4 ⊢ (◡𝐹:ran 𝐹–1-1-onto→(𝑋 × 𝑌) → ◡𝐹:ran 𝐹–onto→(𝑋 × 𝑌))
58	56, 57	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → ◡𝐹:ran 𝐹–onto→(𝑋 × 𝑌))
59		ovexd 7440	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → ((Scalar‘𝑅)Xs{⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩}) ∈ V)
60		xpstopn.o	. . 3 ⊢ 𝑂 = (TopOpen‘𝑇)
61	52, 53, 58, 59, 6, 60	imastopn 23579	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → 𝑂 = ((TopOpen‘((Scalar‘𝑅)Xs{⟨∅, 𝑅⟩, ⟨1o, 𝑆⟩})) qTop ◡𝐹))
62	46, 24	istps 22791	. . . . 5 ⊢ (𝑅 ∈ TopSp ↔ 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
63	48, 62	sylib 217	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
64	47, 36	istps 22791	. . . . 5 ⊢ (𝑆 ∈ TopSp ↔ 𝐾 ∈ (TopOn‘𝑌))
65	49, 64	sylib 217	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝑌))
66	50, 63, 65	xpstopnlem1 23668	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → 𝐹 ∈ ((𝐽 ×t 𝐾)Homeo(∏t‘{⟨∅, 𝐽⟩, ⟨1o, 𝐾⟩})))
67		hmeocnv 23621	. . 3 ⊢ (𝐹 ∈ ((𝐽 ×t 𝐾)Homeo(∏t‘{⟨∅, 𝐽⟩, ⟨1o, 𝐾⟩})) → ◡𝐹 ∈ ((∏t‘{⟨∅, 𝐽⟩, ⟨1o, 𝐾⟩})Homeo(𝐽 ×t 𝐾)))
68		hmeoqtop 23634	. . 3 ⊢ (◡𝐹 ∈ ((∏t‘{⟨∅, 𝐽⟩, ⟨1o, 𝐾⟩})Homeo(𝐽 ×t 𝐾)) → (𝐽 ×t 𝐾) = ((∏t‘{⟨∅, 𝐽⟩, ⟨1o, 𝐾⟩}) qTop ◡𝐹))
69	66, 67, 68	3syl 18	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → (𝐽 ×t 𝐾) = ((∏t‘{⟨∅, 𝐽⟩, ⟨1o, 𝐾⟩}) qTop ◡𝐹))
70	44, 61, 69	3eqtr4d 2776	1 ⊢ ((𝑅 ∈ TopSp ∧ 𝑆 ∈ TopSp) → 𝑂 = (𝐽 ×t 𝐾))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  Vcvv 3468  ∅c0 4317  {cpr 4625  ⟨cop 4629   × cxp 5667  ^◡ccnv 5668  ran crn 5670   ∘ ccom 5673  Oncon0 6358   Fn wfn 6532  ⟶wf 6533  –onto→wfo 6535  –1-1-onto→wf1o 6536  ‘cfv 6537  (class class class)co 7405   ∈ cmpo 7407  1_oc1o 8460  2_oc2o 8461  Basecbs 17153  Scalarcsca 17209  TopOpenctopn 17376  ∏_tcpt 17393  X_scprds 17400   qTop cqtop 17458   ×_s cxps 17461  TopOnctopon 22767  TopSpctps 22789   ×_t ctx 23419  Homeochmeo 23612

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-tp 4628  df-op 4630  df-uni 4903  df-int 4944  df-iun 4992  df-iin 4993  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6294  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7853  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8267  df-wrecs 8298  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8467  df-2o 8468  df-er 8705  df-map 8824  df-ixp 8894  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-fi 9408  df-sup 9439  df-inf 9440  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-4 12281  df-5 12282  df-6 12283  df-7 12284  df-8 12285  df-9 12286  df-n0 12477  df-z 12563  df-dec 12682  df-uz 12827  df-fz 13491  df-struct 17089  df-slot 17124  df-ndx 17136  df-base 17154  df-plusg 17219  df-mulr 17220  df-sca 17222  df-vsca 17223  df-ip 17224  df-tset 17225  df-ple 17226  df-ds 17228  df-hom 17230  df-cco 17231  df-rest 17377  df-topn 17378  df-topgen 17398  df-pt 17399  df-prds 17402  df-qtop 17462  df-imas 17463  df-xps 17465  df-top 22751  df-topon 22768  df-topsp 22790  df-bases 22804  df-cn 23086  df-cnp 23087  df-tx 23421  df-hmeo 23614

This theorem is referenced by:  xpstopn  23671