Theorem xrge0iifhmeo 34080

Description: Expose a homeomorphism from the closed unit interval to the extended nonnegative reals. (Contributed by Thierry Arnoux, 1-Apr-2017.)

Hypotheses

Ref	Expression
xrge0iifhmeo.1	⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑥 = 0, +∞, -(log‘𝑥)))
xrge0iifhmeo.k	⊢ 𝐽 = ((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0[,]+∞))

Assertion

Ref	Expression
xrge0iifhmeo	⊢ 𝐹 ∈ (IIHomeo𝐽)

Distinct variable group:   𝑥,𝐹

Allowed substitution hint:   𝐽(𝑥)

Proof of Theorem xrge0iifhmeo

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		letsr 18559	. . . . . 6 ⊢ ≤ ∈ TosetRel
2		tsrps 18553	. . . . . 6 ⊢ ( ≤ ∈ TosetRel → ≤ ∈ PosetRel)
3	1, 2	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ ≤ ∈ PosetRel
4	3	elexi 3452	. . . 4 ⊢ ≤ ∈ V
5	4	inex1 5258	. . 3 ⊢ ( ≤ ∩ ((0[,]1) × (0[,]1))) ∈ V
6		cnvps 18544	. . . . . 6 ⊢ ( ≤ ∈ PosetRel → ◡ ≤ ∈ PosetRel)
7	3, 6	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ ◡ ≤ ∈ PosetRel
8	7	elexi 3452	. . . 4 ⊢ ◡ ≤ ∈ V
9	8	inex1 5258	. . 3 ⊢ (◡ ≤ ∩ ((0[,]+∞) × (0[,]+∞))) ∈ V
10		xrge0iifhmeo.1	. . . . . . 7 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ (0[,]1) ↦ if(𝑥 = 0, +∞, -(log‘𝑥)))
11	10	xrge0iifiso 34079	. . . . . 6 ⊢ 𝐹 Isom < , ◡ < ((0[,]1), (0[,]+∞))
12		iccssxr 13383	. . . . . . 7 ⊢ (0[,]1) ⊆ ℝ*
13		iccssxr 13383	. . . . . . 7 ⊢ (0[,]+∞) ⊆ ℝ*
14		gtiso 32774	. . . . . . 7 ⊢ (((0[,]1) ⊆ ℝ* ∧ (0[,]+∞) ⊆ ℝ*) → (𝐹 Isom < , ◡ < ((0[,]1), (0[,]+∞)) ↔ 𝐹 Isom ≤ , ◡ ≤ ((0[,]1), (0[,]+∞))))
15	12, 13, 14	mp2an 693	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 Isom < , ◡ < ((0[,]1), (0[,]+∞)) ↔ 𝐹 Isom ≤ , ◡ ≤ ((0[,]1), (0[,]+∞)))
16	11, 15	mpbi 230	. . . . 5 ⊢ 𝐹 Isom ≤ , ◡ ≤ ((0[,]1), (0[,]+∞))
17		isores1 7289	. . . . 5 ⊢ (𝐹 Isom ≤ , ◡ ≤ ((0[,]1), (0[,]+∞)) ↔ 𝐹 Isom ( ≤ ∩ ((0[,]1) × (0[,]1))), ◡ ≤ ((0[,]1), (0[,]+∞)))
18	16, 17	mpbi 230	. . . 4 ⊢ 𝐹 Isom ( ≤ ∩ ((0[,]1) × (0[,]1))), ◡ ≤ ((0[,]1), (0[,]+∞))
19		isores2 7288	. . . 4 ⊢ (𝐹 Isom ( ≤ ∩ ((0[,]1) × (0[,]1))), ◡ ≤ ((0[,]1), (0[,]+∞)) ↔ 𝐹 Isom ( ≤ ∩ ((0[,]1) × (0[,]1))), (◡ ≤ ∩ ((0[,]+∞) × (0[,]+∞)))((0[,]1), (0[,]+∞)))
20	18, 19	mpbi 230	. . 3 ⊢ 𝐹 Isom ( ≤ ∩ ((0[,]1) × (0[,]1))), (◡ ≤ ∩ ((0[,]+∞) × (0[,]+∞)))((0[,]1), (0[,]+∞))
21		ledm 18556	. . . . . . 7 ⊢ ℝ* = dom ≤
22	21	psssdm 18548	. . . . . 6 ⊢ (( ≤ ∈ PosetRel ∧ (0[,]1) ⊆ ℝ*) → dom ( ≤ ∩ ((0[,]1) × (0[,]1))) = (0[,]1))
23	3, 12, 22	mp2an 693	. . . . 5 ⊢ dom ( ≤ ∩ ((0[,]1) × (0[,]1))) = (0[,]1)
24	23	eqcomi 2745	. . . 4 ⊢ (0[,]1) = dom ( ≤ ∩ ((0[,]1) × (0[,]1)))
25		lern 18557	. . . . . . . 8 ⊢ ℝ* = ran ≤
26		df-rn 5642	. . . . . . . 8 ⊢ ran ≤ = dom ◡ ≤
27	25, 26	eqtri 2759	. . . . . . 7 ⊢ ℝ* = dom ◡ ≤
28	27	psssdm 18548	. . . . . 6 ⊢ ((◡ ≤ ∈ PosetRel ∧ (0[,]+∞) ⊆ ℝ*) → dom (◡ ≤ ∩ ((0[,]+∞) × (0[,]+∞))) = (0[,]+∞))
29	7, 13, 28	mp2an 693	. . . . 5 ⊢ dom (◡ ≤ ∩ ((0[,]+∞) × (0[,]+∞))) = (0[,]+∞)
30	29	eqcomi 2745	. . . 4 ⊢ (0[,]+∞) = dom (◡ ≤ ∩ ((0[,]+∞) × (0[,]+∞)))
31	24, 30	ordthmeo 23767	. . 3 ⊢ ((( ≤ ∩ ((0[,]1) × (0[,]1))) ∈ V ∧ (◡ ≤ ∩ ((0[,]+∞) × (0[,]+∞))) ∈ V ∧ 𝐹 Isom ( ≤ ∩ ((0[,]1) × (0[,]1))), (◡ ≤ ∩ ((0[,]+∞) × (0[,]+∞)))((0[,]1), (0[,]+∞))) → 𝐹 ∈ ((ordTop‘( ≤ ∩ ((0[,]1) × (0[,]1))))Homeo(ordTop‘(◡ ≤ ∩ ((0[,]+∞) × (0[,]+∞))))))
32	5, 9, 20, 31	mp3an 1464	. 2 ⊢ 𝐹 ∈ ((ordTop‘( ≤ ∩ ((0[,]1) × (0[,]1))))Homeo(ordTop‘(◡ ≤ ∩ ((0[,]+∞) × (0[,]+∞)))))
33		dfii5 24852	. . 3 ⊢ II = (ordTop‘( ≤ ∩ ((0[,]1) × (0[,]1))))
34		xrge0iifhmeo.k	. . . 4 ⊢ 𝐽 = ((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0[,]+∞))
35		iccss2 13370	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ (0[,]+∞) ∧ 𝑦 ∈ (0[,]+∞)) → (𝑥[,]𝑦) ⊆ (0[,]+∞))
36	13, 35	cnvordtrestixx 34057	. . . 4 ⊢ ((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0[,]+∞)) = (ordTop‘(◡ ≤ ∩ ((0[,]+∞) × (0[,]+∞))))
37	34, 36	eqtri 2759	. . 3 ⊢ 𝐽 = (ordTop‘(◡ ≤ ∩ ((0[,]+∞) × (0[,]+∞))))
38	33, 37	oveq12i 7379	. 2 ⊢ (IIHomeo𝐽) = ((ordTop‘( ≤ ∩ ((0[,]1) × (0[,]1))))Homeo(ordTop‘(◡ ≤ ∩ ((0[,]+∞) × (0[,]+∞)))))
39	32, 38	eleqtrri 2835	1 ⊢ 𝐹 ∈ (IIHomeo𝐽)

Syntax hints:   ↔ wb 206   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  Vcvv 3429   ∩ cin 3888   ⊆ wss 3889  ifcif 4466   ↦ cmpt 5166   × cxp 5629  ^◡ccnv 5630  dom cdm 5631  ran crn 5632  ‘cfv 6498   Isom wiso 6499  (class class class)co 7367  0cc0 11038  1c1 11039  +∞cpnf 11176  ℝ^*cxr 11178   < clt 11179   ≤ cle 11180  -cneg 11378  [,]cicc 13301   ↾_t crest 17383  ordTopcordt 17463  PosetRelcps 18530   TosetRel ctsr 18531  Homeochmeo 23718  IIcii 24842  logclog 26518

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689  ax-inf2 9562  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115  ax-pre-sup 11116  ax-addf 11117

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3062  df-rmo 3342  df-reu 3343  df-rab 3390  df-v 3431  df-sbc 3729  df-csb 3838  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3909  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-uni 4851  df-int 4890  df-iun 4935  df-iin 4936  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-tr 5193  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-se 5585  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6265  df-ord 6326  df-on 6327  df-lim 6328  df-suc 6329  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fn 6501  df-f 6502  df-f1 6503  df-fo 6504  df-f1o 6505  df-fv 6506  df-isom 6507  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-of 7631  df-om 7818  df-1st 7942  df-2nd 7943  df-supp 8111  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-1o 8405  df-2o 8406  df-er 8643  df-map 8775  df-pm 8776  df-ixp 8846  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-fin 8897  df-fsupp 9275  df-fi 9324  df-sup 9355  df-inf 9356  df-oi 9425  df-card 9863  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-div 11808  df-nn 12175  df-2 12244  df-3 12245  df-4 12246  df-5 12247  df-6 12248  df-7 12249  df-8 12250  df-9 12251  df-n0 12438  df-z 12525  df-dec 12645  df-uz 12789  df-q 12899  df-rp 12943  df-xneg 13063  df-xadd 13064  df-xmul 13065  df-ioo 13302  df-ioc 13303  df-ico 13304  df-icc 13305  df-fz 13462  df-fzo 13609  df-fl 13751  df-mod 13829  df-seq 13964  df-exp 14024  df-fac 14236  df-bc 14265  df-hash 14293  df-shft 15029  df-cj 15061  df-re 15062  df-im 15063  df-sqrt 15197  df-abs 15198  df-limsup 15433  df-clim 15450  df-rlim 15451  df-sum 15649  df-ef 16032  df-sin 16034  df-cos 16035  df-pi 16037  df-struct 17117  df-sets 17134  df-slot 17152  df-ndx 17164  df-base 17180  df-ress 17201  df-plusg 17233  df-mulr 17234  df-starv 17235  df-sca 17236  df-vsca 17237  df-ip 17238  df-tset 17239  df-ple 17240  df-ds 17242  df-unif 17243  df-hom 17244  df-cco 17245  df-rest 17385  df-topn 17386  df-0g 17404  df-gsum 17405  df-topgen 17406  df-pt 17407  df-prds 17410  df-ordt 17465  df-xrs 17466  df-qtop 17471  df-imas 17472  df-xps 17474  df-mre 17548  df-mrc 17549  df-acs 17551  df-ps 18532  df-tsr 18533  df-mgm 18608  df-sgrp 18687  df-mnd 18703  df-submnd 18752  df-mulg 19044  df-cntz 19292  df-cmn 19757  df-psmet 21344  df-xmet 21345  df-met 21346  df-bl 21347  df-mopn 21348  df-fbas 21349  df-fg 21350  df-cnfld 21353  df-top 22859  df-topon 22876  df-topsp 22898  df-bases 22911  df-cld 22984  df-ntr 22985  df-cls 22986  df-nei 23063  df-lp 23101  df-perf 23102  df-cn 23192  df-cnp 23193  df-haus 23280  df-tx 23527  df-hmeo 23720  df-fil 23811  df-fm 23903  df-flim 23904  df-flf 23905  df-xms 24285  df-ms 24286  df-tms 24287  df-ii 24844  df-cncf 24845  df-limc 25833  df-dv 25834  df-log 26520

This theorem is referenced by:  xrge0pluscn  34084  xrge0tmd  34089