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Theorem fcfnei 18020
Description: The property of being a cluster point of a function in terms of neighborhoods. (Contributed by Jeff Hankins, 26-Nov-2009.) (Revised by Stefan O'Rear, 9-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
fcfnei  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y
)  /\  F : Y
--> X )  ->  ( A  e.  ( ( J  fClusf  L ) `  F )  <->  ( A  e.  X  /\  A. n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) A. s  e.  L  ( n  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/) ) ) )
Distinct variable groups:    A, n    n, s, J    n, L, s    n, F, s    n, X, s    n, Y, s
Allowed substitution hint:    A( s)

Proof of Theorem fcfnei
Dummy variable  o is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 isfcf 18019 . 2  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y
)  /\  F : Y
--> X )  ->  ( A  e.  ( ( J  fClusf  L ) `  F )  <->  ( A  e.  X  /\  A. o  e.  J  ( A  e.  o  ->  A. s  e.  L  ( o  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/) ) ) ) )
2 simpll1 996 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  ->  J  e.  (TopOn `  X
) )
3 topontop 16946 . . . . . . . 8  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  J  e.  Top )
42, 3syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  ->  J  e.  Top )
5 simpr 448 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  ->  n  e.  ( ( nei `  J ) `  { A } ) )
6 eqid 2404 . . . . . . . . 9  |-  U. J  =  U. J
76neii1 17125 . . . . . . . 8  |-  ( ( J  e.  Top  /\  n  e.  ( ( nei `  J ) `  { A } ) )  ->  n  C_  U. J
)
84, 5, 7syl2anc 643 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  ->  n  C_  U. J )
96ntrss2 17076 . . . . . . 7  |-  ( ( J  e.  Top  /\  n  C_  U. J )  ->  ( ( int `  J ) `  n
)  C_  n )
104, 8, 9syl2anc 643 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  -> 
( ( int `  J
) `  n )  C_  n )
11 simplr 732 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  ->  A  e.  X )
12 toponuni 16947 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  X  =  U. J )
132, 12syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  ->  X  =  U. J )
1411, 13eleqtrd 2480 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  ->  A  e.  U. J )
1514snssd 3903 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  ->  { A }  C_  U. J
)
166neiint 17123 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( J  e.  Top  /\  { A }  C_  U. J  /\  n  C_  U. J
)  ->  ( n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } )  <->  { A }  C_  ( ( int `  J ) `  n
) ) )
174, 15, 8, 16syl3anc 1184 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  -> 
( n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } )  <->  { A }  C_  ( ( int `  J ) `  n
) ) )
185, 17mpbid 202 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  ->  { A }  C_  (
( int `  J
) `  n )
)
19 snssg 3892 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  X  ->  ( A  e.  ( ( int `  J ) `  n )  <->  { A }  C_  ( ( int `  J ) `  n
) ) )
2011, 19syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  -> 
( A  e.  ( ( int `  J
) `  n )  <->  { A }  C_  (
( int `  J
) `  n )
) )
2118, 20mpbird 224 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  ->  A  e.  ( ( int `  J ) `  n ) )
226ntropn 17068 . . . . . . . . 9  |-  ( ( J  e.  Top  /\  n  C_  U. J )  ->  ( ( int `  J ) `  n
)  e.  J )
234, 8, 22syl2anc 643 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  -> 
( ( int `  J
) `  n )  e.  J )
24 eleq2 2465 . . . . . . . . . 10  |-  ( o  =  ( ( int `  J ) `  n
)  ->  ( A  e.  o  <->  A  e.  (
( int `  J
) `  n )
) )
25 ineq1 3495 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( o  =  ( ( int `  J ) `  n
)  ->  ( o  i^i  ( F " s
) )  =  ( ( ( int `  J
) `  n )  i^i  ( F " s
) ) )
2625neeq1d 2580 . . . . . . . . . . 11  |-  ( o  =  ( ( int `  J ) `  n
)  ->  ( (
o  i^i  ( F " s ) )  =/=  (/) 
<->  ( ( ( int `  J ) `  n
)  i^i  ( F " s ) )  =/=  (/) ) )
2726ralbidv 2686 . . . . . . . . . 10  |-  ( o  =  ( ( int `  J ) `  n
)  ->  ( A. s  e.  L  (
o  i^i  ( F " s ) )  =/=  (/) 
<-> 
A. s  e.  L  ( ( ( int `  J ) `  n
)  i^i  ( F " s ) )  =/=  (/) ) )
2824, 27imbi12d 312 . . . . . . . . 9  |-  ( o  =  ( ( int `  J ) `  n
)  ->  ( ( A  e.  o  ->  A. s  e.  L  ( o  i^i  ( F
" s ) )  =/=  (/) )  <->  ( A  e.  ( ( int `  J
) `  n )  ->  A. s  e.  L  ( ( ( int `  J ) `  n
)  i^i  ( F " s ) )  =/=  (/) ) ) )
2928rspcv 3008 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( int `  J
) `  n )  e.  J  ->  ( A. o  e.  J  ( A  e.  o  ->  A. s  e.  L  ( o  i^i  ( F
" s ) )  =/=  (/) )  ->  ( A  e.  ( ( int `  J ) `  n )  ->  A. s  e.  L  ( (
( int `  J
) `  n )  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/) ) ) )
3023, 29syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  -> 
( A. o  e.  J  ( A  e.  o  ->  A. s  e.  L  ( o  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/) )  -> 
( A  e.  ( ( int `  J
) `  n )  ->  A. s  e.  L  ( ( ( int `  J ) `  n
)  i^i  ( F " s ) )  =/=  (/) ) ) )
3121, 30mpid 39 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  -> 
( A. o  e.  J  ( A  e.  o  ->  A. s  e.  L  ( o  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/) )  ->  A. s  e.  L  ( ( ( int `  J ) `  n
)  i^i  ( F " s ) )  =/=  (/) ) )
32 ssrin 3526 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( int `  J
) `  n )  C_  n  ->  ( (
( int `  J
) `  n )  i^i  ( F " s
) )  C_  (
n  i^i  ( F " s ) ) )
33 ssn0 3620 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( int `  J ) `  n
)  i^i  ( F " s ) )  C_  ( n  i^i  ( F " s ) )  /\  ( ( ( int `  J ) `
 n )  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/) )  -> 
( n  i^i  ( F " s ) )  =/=  (/) )
3433ex 424 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( int `  J
) `  n )  i^i  ( F " s
) )  C_  (
n  i^i  ( F " s ) )  -> 
( ( ( ( int `  J ) `
 n )  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/)  ->  (
n  i^i  ( F " s ) )  =/=  (/) ) )
3532, 34syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( ( int `  J
) `  n )  C_  n  ->  ( (
( ( int `  J
) `  n )  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/)  ->  (
n  i^i  ( F " s ) )  =/=  (/) ) )
3635ralimdv 2745 . . . . . 6  |-  ( ( ( int `  J
) `  n )  C_  n  ->  ( A. s  e.  L  (
( ( int `  J
) `  n )  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/)  ->  A. s  e.  L  ( n  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/) ) )
3710, 31, 36sylsyld 54 . . . . 5  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )  -> 
( A. o  e.  J  ( A  e.  o  ->  A. s  e.  L  ( o  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/) )  ->  A. s  e.  L  ( n  i^i  ( F " s ) )  =/=  (/) ) )
3837ralrimdva 2756 . . . 4  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y
)  /\  F : Y
--> X )  /\  A  e.  X )  ->  ( A. o  e.  J  ( A  e.  o  ->  A. s  e.  L  ( o  i^i  ( F " s ) )  =/=  (/) )  ->  A. n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) A. s  e.  L  ( n  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/) ) )
39 simpl1 960 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y
)  /\  F : Y
--> X )  /\  A  e.  X )  ->  J  e.  (TopOn `  X )
)
4039, 3syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y
)  /\  F : Y
--> X )  /\  A  e.  X )  ->  J  e.  Top )
41 opnneip 17138 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( J  e.  Top  /\  o  e.  J  /\  A  e.  o )  ->  o  e.  ( ( nei `  J ) `
 { A }
) )
42413expb 1154 . . . . . . . . 9  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( o  e.  J  /\  A  e.  o
) )  ->  o  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) )
4340, 42sylan 458 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  ( o  e.  J  /\  A  e.  o ) )  -> 
o  e.  ( ( nei `  J ) `
 { A }
) )
44 ineq1 3495 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  =  o  ->  (
n  i^i  ( F " s ) )  =  ( o  i^i  ( F " s ) ) )
4544neeq1d 2580 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  =  o  ->  (
( n  i^i  ( F " s ) )  =/=  (/)  <->  ( o  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/) ) )
4645ralbidv 2686 . . . . . . . . 9  |-  ( n  =  o  ->  ( A. s  e.  L  ( n  i^i  ( F " s ) )  =/=  (/)  <->  A. s  e.  L  ( o  i^i  ( F " s ) )  =/=  (/) ) )
4746rspcv 3008 . . . . . . . 8  |-  ( o  e.  ( ( nei `  J ) `  { A } )  ->  ( A. n  e.  (
( nei `  J
) `  { A } ) A. s  e.  L  ( n  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/)  ->  A. s  e.  L  ( o  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/) ) )
4843, 47syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  ( o  e.  J  /\  A  e.  o ) )  -> 
( A. n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) A. s  e.  L  ( n  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/)  ->  A. s  e.  L  ( o  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/) ) )
4948expr 599 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  o  e.  J )  ->  ( A  e.  o  ->  ( A. n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) A. s  e.  L  ( n  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/)  ->  A. s  e.  L  ( o  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/) ) ) )
5049com23 74 . . . . 5  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y )  /\  F : Y --> X )  /\  A  e.  X
)  /\  o  e.  J )  ->  ( A. n  e.  (
( nei `  J
) `  { A } ) A. s  e.  L  ( n  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/)  ->  ( A  e.  o  ->  A. s  e.  L  ( o  i^i  ( F
" s ) )  =/=  (/) ) ) )
5150ralrimdva 2756 . . . 4  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y
)  /\  F : Y
--> X )  /\  A  e.  X )  ->  ( A. n  e.  (
( nei `  J
) `  { A } ) A. s  e.  L  ( n  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/)  ->  A. o  e.  J  ( A  e.  o  ->  A. s  e.  L  ( o  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/) ) ) )
5238, 51impbid 184 . . 3  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y
)  /\  F : Y
--> X )  /\  A  e.  X )  ->  ( A. o  e.  J  ( A  e.  o  ->  A. s  e.  L  ( o  i^i  ( F " s ) )  =/=  (/) )  <->  A. n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) A. s  e.  L  ( n  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/) ) )
5352pm5.32da 623 . 2  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y
)  /\  F : Y
--> X )  ->  (
( A  e.  X  /\  A. o  e.  J  ( A  e.  o  ->  A. s  e.  L  ( o  i^i  ( F " s ) )  =/=  (/) ) )  <->  ( A  e.  X  /\  A. n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) A. s  e.  L  ( n  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/) ) ) )
541, 53bitrd 245 1  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  L  e.  ( Fil `  Y
)  /\  F : Y
--> X )  ->  ( A  e.  ( ( J  fClusf  L ) `  F )  <->  ( A  e.  X  /\  A. n  e.  ( ( nei `  J
) `  { A } ) A. s  e.  L  ( n  i^i  ( F " s
) )  =/=  (/) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    /\ w3a 936    = wceq 1649    e. wcel 1721    =/= wne 2567   A.wral 2666    i^i cin 3279    C_ wss 3280   (/)c0 3588   {csn 3774   U.cuni 3975   "cima 4840   -->wf 5409   ` cfv 5413  (class class class)co 6040   Topctop 16913  TopOnctopon 16914   intcnt 17036   neicnei 17116   Filcfil 17830    fClusf cfcf 17922
This theorem is referenced by:  fcfneii  18022
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2385  ax-rep 4280  ax-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363  ax-un 4660
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2258  df-mo 2259  df-clab 2391  df-cleq 2397  df-clel 2400  df-nfc 2529  df-ne 2569  df-nel 2570  df-ral 2671  df-rex 2672  df-reu 2673  df-rab 2675  df-v 2918  df-sbc 3122  df-csb 3212  df-dif 3283  df-un 3285  df-in 3287  df-ss 3294  df-nul 3589  df-if 3700  df-pw 3761  df-sn 3780  df-pr 3781  df-op 3783  df-uni 3976  df-int 4011  df-iun 4055  df-iin 4056  df-br 4173  df-opab 4227  df-mpt 4228  df-id 4458  df-xp 4843  df-rel 4844  df-cnv 4845  df-co 4846  df-dm 4847  df-rn 4848  df-res 4849  df-ima 4850  df-iota 5377  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fo 5419  df-f1o 5420  df-fv 5421  df-ov 6043  df-oprab 6044  df-mpt2 6045  df-map 6979  df-fbas 16654  df-fg 16655  df-top 16918  df-topon 16921  df-cld 17038  df-ntr 17039  df-cls 17040  df-nei 17117  df-fil 17831  df-fm 17923  df-fcls 17926  df-fcf 17927
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