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Theorem cncfmet 20483
Description: Relate complex function continuity to metric space continuity. (Contributed by Paul Chapman, 26-Nov-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 7-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
cncfmet.1  |-  C  =  ( ( abs  o.  -  )  |`  ( A  X.  A ) )
cncfmet.2  |-  D  =  ( ( abs  o.  -  )  |`  ( B  X.  B ) )
cncfmet.3  |-  J  =  ( MetOpen `  C )
cncfmet.4  |-  K  =  ( MetOpen `  D )
Assertion
Ref Expression
cncfmet  |-  ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  ->  ( A -cn-> B )  =  ( J  Cn  K
) )

Proof of Theorem cncfmet
Dummy variables  w  f  x  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simplll 757 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  (
x  e.  A  /\  w  e.  A )
)  ->  A  C_  CC )
2 simprl 755 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  (
x  e.  A  /\  w  e.  A )
)  ->  x  e.  A )
3 simprr 756 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  (
x  e.  A  /\  w  e.  A )
)  ->  w  e.  A )
4 cncfmet.1 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  C  =  ( ( abs  o.  -  )  |`  ( A  X.  A ) )
54oveqi 6103 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x C w )  =  ( x ( ( abs  o.  -  )  |`  ( A  X.  A
) ) w )
6 ovres 6229 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( x  e.  A  /\  w  e.  A )  ->  ( x ( ( abs  o.  -  )  |`  ( A  X.  A
) ) w )  =  ( x ( abs  o.  -  )
w ) )
75, 6syl5eq 2486 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( x  e.  A  /\  w  e.  A )  ->  ( x C w )  =  ( x ( abs  o.  -  ) w ) )
87ad2ant2l 745 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  C_  CC  /\  x  e.  A )  /\  ( A  C_  CC  /\  w  e.  A
) )  ->  (
x C w )  =  ( x ( abs  o.  -  )
w ) )
9 ssel2 3350 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( A  C_  CC  /\  x  e.  A )  ->  x  e.  CC )
10 ssel2 3350 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( A  C_  CC  /\  w  e.  A )  ->  w  e.  CC )
11 eqid 2442 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( abs 
o.  -  )  =  ( abs  o.  -  )
1211cnmetdval 20349 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( x  e.  CC  /\  w  e.  CC )  ->  ( x ( abs 
o.  -  ) w
)  =  ( abs `  ( x  -  w
) ) )
139, 10, 12syl2an 477 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  C_  CC  /\  x  e.  A )  /\  ( A  C_  CC  /\  w  e.  A
) )  ->  (
x ( abs  o.  -  ) w )  =  ( abs `  (
x  -  w ) ) )
148, 13eqtrd 2474 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( A  C_  CC  /\  x  e.  A )  /\  ( A  C_  CC  /\  w  e.  A
) )  ->  (
x C w )  =  ( abs `  (
x  -  w ) ) )
151, 2, 1, 3, 14syl22anc 1219 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  (
x  e.  A  /\  w  e.  A )
)  ->  ( x C w )  =  ( abs `  (
x  -  w ) ) )
1615breq1d 4301 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  (
x  e.  A  /\  w  e.  A )
)  ->  ( (
x C w )  <  z  <->  ( abs `  ( x  -  w
) )  <  z
) )
17 ffvelrn 5840 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( f : A --> B  /\  x  e.  A )  ->  ( f `  x
)  e.  B )
1817ad2ant2lr 747 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  (
x  e.  A  /\  w  e.  A )
)  ->  ( f `  x )  e.  B
)
19 ffvelrn 5840 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( f : A --> B  /\  w  e.  A )  ->  ( f `  w
)  e.  B )
2019ad2ant2l 745 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  (
x  e.  A  /\  w  e.  A )
)  ->  ( f `  w )  e.  B
)
21 cncfmet.2 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  D  =  ( ( abs  o.  -  )  |`  ( B  X.  B ) )
2221oveqi 6103 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( f `  x ) D ( f `  w ) )  =  ( ( f `  x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( B  X.  B
) ) ( f `
 w ) )
23 ovres 6229 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( f `  x
)  e.  B  /\  ( f `  w
)  e.  B )  ->  ( ( f `
 x ) ( ( abs  o.  -  )  |`  ( B  X.  B ) ) ( f `  w ) )  =  ( ( f `  x ) ( abs  o.  -  ) ( f `  w ) ) )
2422, 23syl5eq 2486 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( f `  x
)  e.  B  /\  ( f `  w
)  e.  B )  ->  ( ( f `
 x ) D ( f `  w
) )  =  ( ( f `  x
) ( abs  o.  -  ) ( f `
 w ) ) )
2518, 20, 24syl2anc 661 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  (
x  e.  A  /\  w  e.  A )
)  ->  ( (
f `  x ) D ( f `  w ) )  =  ( ( f `  x ) ( abs 
o.  -  ) (
f `  w )
) )
26 simpllr 758 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  (
x  e.  A  /\  w  e.  A )
)  ->  B  C_  CC )
2726, 18sseldd 3356 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  (
x  e.  A  /\  w  e.  A )
)  ->  ( f `  x )  e.  CC )
2826, 20sseldd 3356 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  (
x  e.  A  /\  w  e.  A )
)  ->  ( f `  w )  e.  CC )
2911cnmetdval 20349 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( f `  x
)  e.  CC  /\  ( f `  w
)  e.  CC )  ->  ( ( f `
 x ) ( abs  o.  -  )
( f `  w
) )  =  ( abs `  ( ( f `  x )  -  ( f `  w ) ) ) )
3027, 28, 29syl2anc 661 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  (
x  e.  A  /\  w  e.  A )
)  ->  ( (
f `  x )
( abs  o.  -  )
( f `  w
) )  =  ( abs `  ( ( f `  x )  -  ( f `  w ) ) ) )
3125, 30eqtrd 2474 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  (
x  e.  A  /\  w  e.  A )
)  ->  ( (
f `  x ) D ( f `  w ) )  =  ( abs `  (
( f `  x
)  -  ( f `
 w ) ) ) )
3231breq1d 4301 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  (
x  e.  A  /\  w  e.  A )
)  ->  ( (
( f `  x
) D ( f `
 w ) )  <  y  <->  ( abs `  ( ( f `  x )  -  (
f `  w )
) )  <  y
) )
3316, 32imbi12d 320 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  (
x  e.  A  /\  w  e.  A )
)  ->  ( (
( x C w )  <  z  -> 
( ( f `  x ) D ( f `  w ) )  <  y )  <-> 
( ( abs `  (
x  -  w ) )  <  z  -> 
( abs `  (
( f `  x
)  -  ( f `
 w ) ) )  <  y ) ) )
3433anassrs 648 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( A 
C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  x  e.  A )  /\  w  e.  A
)  ->  ( (
( x C w )  <  z  -> 
( ( f `  x ) D ( f `  w ) )  <  y )  <-> 
( ( abs `  (
x  -  w ) )  <  z  -> 
( abs `  (
( f `  x
)  -  ( f `
 w ) ) )  <  y ) ) )
3534ralbidva 2730 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  x  e.  A )  ->  ( A. w  e.  A  ( ( x C w )  <  z  ->  ( ( f `  x ) D ( f `  w ) )  <  y )  <->  A. w  e.  A  ( ( abs `  (
x  -  w ) )  <  z  -> 
( abs `  (
( f `  x
)  -  ( f `
 w ) ) )  <  y ) ) )
3635rexbidv 2735 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  x  e.  A )  ->  ( E. z  e.  RR+  A. w  e.  A  ( (
x C w )  <  z  ->  (
( f `  x
) D ( f `
 w ) )  <  y )  <->  E. z  e.  RR+  A. w  e.  A  ( ( abs `  ( x  -  w
) )  <  z  ->  ( abs `  (
( f `  x
)  -  ( f `
 w ) ) )  <  y ) ) )
3736ralbidv 2734 . . . . 5  |-  ( ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  /\  x  e.  A )  ->  ( A. y  e.  RR+  E. z  e.  RR+  A. w  e.  A  ( ( x C w )  < 
z  ->  ( (
f `  x ) D ( f `  w ) )  < 
y )  <->  A. y  e.  RR+  E. z  e.  RR+  A. w  e.  A  ( ( abs `  (
x  -  w ) )  <  z  -> 
( abs `  (
( f `  x
)  -  ( f `
 w ) ) )  <  y ) ) )
3837ralbidva 2730 . . . 4  |-  ( ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  /\  f : A --> B )  ->  ( A. x  e.  A  A. y  e.  RR+  E. z  e.  RR+  A. w  e.  A  ( ( x C w )  <  z  ->  ( ( f `  x ) D ( f `  w ) )  <  y )  <->  A. x  e.  A  A. y  e.  RR+  E. z  e.  RR+  A. w  e.  A  ( ( abs `  ( x  -  w
) )  <  z  ->  ( abs `  (
( f `  x
)  -  ( f `
 w ) ) )  <  y ) ) )
3938pm5.32da 641 . . 3  |-  ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  ->  (
( f : A --> B  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  RR+  E. z  e.  RR+  A. w  e.  A  ( ( x C w )  <  z  -> 
( ( f `  x ) D ( f `  w ) )  <  y ) )  <->  ( f : A --> B  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  RR+  E. z  e.  RR+  A. w  e.  A  ( ( abs `  ( x  -  w
) )  <  z  ->  ( abs `  (
( f `  x
)  -  ( f `
 w ) ) )  <  y ) ) ) )
40 cnxmet 20351 . . . . . 6  |-  ( abs 
o.  -  )  e.  ( *Met `  CC )
41 xmetres2 19935 . . . . . 6  |-  ( ( ( abs  o.  -  )  e.  ( *Met `  CC )  /\  A  C_  CC )  -> 
( ( abs  o.  -  )  |`  ( A  X.  A ) )  e.  ( *Met `  A ) )
4240, 41mpan 670 . . . . 5  |-  ( A 
C_  CC  ->  ( ( abs  o.  -  )  |`  ( A  X.  A
) )  e.  ( *Met `  A
) )
434, 42syl5eqel 2526 . . . 4  |-  ( A 
C_  CC  ->  C  e.  ( *Met `  A ) )
44 xmetres2 19935 . . . . . 6  |-  ( ( ( abs  o.  -  )  e.  ( *Met `  CC )  /\  B  C_  CC )  -> 
( ( abs  o.  -  )  |`  ( B  X.  B ) )  e.  ( *Met `  B ) )
4540, 44mpan 670 . . . . 5  |-  ( B 
C_  CC  ->  ( ( abs  o.  -  )  |`  ( B  X.  B
) )  e.  ( *Met `  B
) )
4621, 45syl5eqel 2526 . . . 4  |-  ( B 
C_  CC  ->  D  e.  ( *Met `  B ) )
47 cncfmet.3 . . . . 5  |-  J  =  ( MetOpen `  C )
48 cncfmet.4 . . . . 5  |-  K  =  ( MetOpen `  D )
4947, 48metcn 20117 . . . 4  |-  ( ( C  e.  ( *Met `  A )  /\  D  e.  ( *Met `  B
) )  ->  (
f  e.  ( J  Cn  K )  <->  ( f : A --> B  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  RR+  E. z  e.  RR+  A. w  e.  A  ( ( x C w )  < 
z  ->  ( (
f `  x ) D ( f `  w ) )  < 
y ) ) ) )
5043, 46, 49syl2an 477 . . 3  |-  ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  ->  (
f  e.  ( J  Cn  K )  <->  ( f : A --> B  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  RR+  E. z  e.  RR+  A. w  e.  A  ( ( x C w )  < 
z  ->  ( (
f `  x ) D ( f `  w ) )  < 
y ) ) ) )
51 elcncf 20464 . . 3  |-  ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  ->  (
f  e.  ( A
-cn-> B )  <->  ( f : A --> B  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  RR+  E. z  e.  RR+  A. w  e.  A  ( ( abs `  ( x  -  w
) )  <  z  ->  ( abs `  (
( f `  x
)  -  ( f `
 w ) ) )  <  y ) ) ) )
5239, 50, 513bitr4rd 286 . 2  |-  ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  ->  (
f  e.  ( A
-cn-> B )  <->  f  e.  ( J  Cn  K
) ) )
5352eqrdv 2440 1  |-  ( ( A  C_  CC  /\  B  C_  CC )  ->  ( A -cn-> B )  =  ( J  Cn  K
) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    = wceq 1369    e. wcel 1756   A.wral 2714   E.wrex 2715    C_ wss 3327   class class class wbr 4291    X. cxp 4837    |` cres 4841    o. ccom 4843   -->wf 5413   ` cfv 5417  (class class class)co 6090   CCcc 9279    < clt 9417    - cmin 9594   RR+crp 10990   abscabs 12722   *Metcxmt 17800   MetOpencmopn 17805    Cn ccn 18827   -cn->ccncf 20451
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1591  ax-4 1602  ax-5 1670  ax-6 1708  ax-7 1728  ax-8 1758  ax-9 1760  ax-10 1775  ax-11 1780  ax-12 1792  ax-13 1943  ax-ext 2423  ax-sep 4412  ax-nul 4420  ax-pow 4469  ax-pr 4530  ax-un 6371  ax-cnex 9337  ax-resscn 9338  ax-1cn 9339  ax-icn 9340  ax-addcl 9341  ax-addrcl 9342  ax-mulcl 9343  ax-mulrcl 9344  ax-mulcom 9345  ax-addass 9346  ax-mulass 9347  ax-distr 9348  ax-i2m1 9349  ax-1ne0 9350  ax-1rid 9351  ax-rnegex 9352  ax-rrecex 9353  ax-cnre 9354  ax-pre-lttri 9355  ax-pre-lttrn 9356  ax-pre-ltadd 9357  ax-pre-mulgt0 9358  ax-pre-sup 9359
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1372  df-ex 1587  df-nf 1590  df-sb 1701  df-eu 2257  df-mo 2258  df-clab 2429  df-cleq 2435  df-clel 2438  df-nfc 2567  df-ne 2607  df-nel 2608  df-ral 2719  df-rex 2720  df-reu 2721  df-rmo 2722  df-rab 2723  df-v 2973  df-sbc 3186  df-csb 3288  df-dif 3330  df-un 3332  df-in 3334  df-ss 3341  df-pss 3343  df-nul 3637  df-if 3791  df-pw 3861  df-sn 3877  df-pr 3879  df-tp 3881  df-op 3883  df-uni 4091  df-iun 4172  df-br 4292  df-opab 4350  df-mpt 4351  df-tr 4385  df-eprel 4631  df-id 4635  df-po 4640  df-so 4641  df-fr 4678  df-we 4680  df-ord 4721  df-on 4722  df-lim 4723  df-suc 4724  df-xp 4845  df-rel 4846  df-cnv 4847  df-co 4848  df-dm 4849  df-rn 4850  df-res 4851  df-ima 4852  df-iota 5380  df-fun 5419  df-fn 5420  df-f 5421  df-f1 5422  df-fo 5423  df-f1o 5424  df-fv 5425  df-riota 6051  df-ov 6093  df-oprab 6094  df-mpt2 6095  df-om 6476  df-1st 6576  df-2nd 6577  df-recs 6831  df-rdg 6865  df-er 7100  df-map 7215  df-en 7310  df-dom 7311  df-sdom 7312  df-sup 7690  df-pnf 9419  df-mnf 9420  df-xr 9421  df-ltxr 9422  df-le 9423  df-sub 9596  df-neg 9597  df-div 9993  df-nn 10322  df-2 10379  df-3 10380  df-n0 10579  df-z 10646  df-uz 10861  df-q 10953  df-rp 10991  df-xneg 11088  df-xadd 11089  df-xmul 11090  df-seq 11806  df-exp 11865  df-cj 12587  df-re 12588  df-im 12589  df-sqr 12723  df-abs 12724  df-topgen 14381  df-psmet 17808  df-xmet 17809  df-met 17810  df-bl 17811  df-mopn 17812  df-top 18502  df-bases 18504  df-topon 18505  df-cn 18830  df-cnp 18831  df-cncf 20453
This theorem is referenced by:  cncfcn  20484  evthicc  20942  cncfres  28662
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