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Theorem iscncl 18848
Description: A definition of a continuous function using closed sets. Theorem 1 (d) of [BourbakiTop1] p. I.9. (Contributed by FL, 19-Nov-2006.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 21-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
iscncl  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )
)  ->  ( F  e.  ( J  Cn  K
)  <->  ( F : X
--> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K
) ( `' F " y )  e.  (
Clsd `  J )
) ) )
Distinct variable groups:    y, F    y, J    y, K    y, X    y, Y

Proof of Theorem iscncl
Dummy variable  x is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cnf2 18828 . . . 4  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )  /\  F  e.  ( J  Cn  K ) )  ->  F : X --> Y )
213expa 1187 . . 3  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )
)  /\  F  e.  ( J  Cn  K
) )  ->  F : X --> Y )
3 cnclima 18847 . . . . 5  |-  ( ( F  e.  ( J  Cn  K )  /\  y  e.  ( Clsd `  K ) )  -> 
( `' F "
y )  e.  (
Clsd `  J )
)
43ralrimiva 2794 . . . 4  |-  ( F  e.  ( J  Cn  K )  ->  A. y  e.  ( Clsd `  K
) ( `' F " y )  e.  (
Clsd `  J )
)
54adantl 466 . . 3  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )
)  /\  F  e.  ( J  Cn  K
) )  ->  A. y  e.  ( Clsd `  K
) ( `' F " y )  e.  (
Clsd `  J )
)
62, 5jca 532 . 2  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )
)  /\  F  e.  ( J  Cn  K
) )  ->  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )
7 simprl 755 . . 3  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )
)  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  ->  F : X --> Y )
8 toponuni 18507 . . . . . . . . . 10  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  X  =  U. J )
98ad3antrrr 729 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  X  =  U. J
)
10 simplrl 759 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  F : X --> Y )
11 fimacnv 5830 . . . . . . . . . . 11  |-  ( F : X --> Y  -> 
( `' F " Y )  =  X )
1211eqcomd 2443 . . . . . . . . . 10  |-  ( F : X --> Y  ->  X  =  ( `' F " Y ) )
1310, 12syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  X  =  ( `' F " Y ) )
149, 13eqtr3d 2472 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  U. J  =  ( `' F " Y ) )
1514difeq1d 3468 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  ( U. J  \ 
( `' F "
x ) )  =  ( ( `' F " Y )  \  ( `' F " x ) ) )
16 ffun 5556 . . . . . . . 8  |-  ( F : X --> Y  ->  Fun  F )
17 funcnvcnv 5471 . . . . . . . 8  |-  ( Fun 
F  ->  Fun  `' `' F )
18 imadif 5488 . . . . . . . 8  |-  ( Fun  `' `' F  ->  ( `' F " ( Y 
\  x ) )  =  ( ( `' F " Y ) 
\  ( `' F " x ) ) )
1910, 16, 17, 184syl 21 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  ( `' F "
( Y  \  x
) )  =  ( ( `' F " Y )  \  ( `' F " x ) ) )
2015, 19eqtr4d 2473 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  ( U. J  \ 
( `' F "
x ) )  =  ( `' F "
( Y  \  x
) ) )
21 toponuni 18507 . . . . . . . . . 10  |-  ( K  e.  (TopOn `  Y
)  ->  Y  =  U. K )
2221ad3antlr 730 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  Y  =  U. K
)
2322difeq1d 3468 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  ( Y  \  x
)  =  ( U. K  \  x ) )
24 topontop 18506 . . . . . . . . . 10  |-  ( K  e.  (TopOn `  Y
)  ->  K  e.  Top )
2524ad3antlr 730 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  K  e.  Top )
26 eqid 2438 . . . . . . . . . 10  |-  U. K  =  U. K
2726opncld 18612 . . . . . . . . 9  |-  ( ( K  e.  Top  /\  x  e.  K )  ->  ( U. K  \  x )  e.  (
Clsd `  K )
)
2825, 27sylancom 667 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  ( U. K  \  x )  e.  (
Clsd `  K )
)
2923, 28eqeltrd 2512 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  ( Y  \  x
)  e.  ( Clsd `  K ) )
30 simplrr 760 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  A. y  e.  (
Clsd `  K )
( `' F "
y )  e.  (
Clsd `  J )
)
31 imaeq2 5160 . . . . . . . . 9  |-  ( y  =  ( Y  \  x )  ->  ( `' F " y )  =  ( `' F " ( Y  \  x
) ) )
3231eleq1d 2504 . . . . . . . 8  |-  ( y  =  ( Y  \  x )  ->  (
( `' F "
y )  e.  (
Clsd `  J )  <->  ( `' F " ( Y 
\  x ) )  e.  ( Clsd `  J
) ) )
3332rspcv 3064 . . . . . . 7  |-  ( ( Y  \  x )  e.  ( Clsd `  K
)  ->  ( A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
)  ->  ( `' F " ( Y  \  x ) )  e.  ( Clsd `  J
) ) )
3429, 30, 33sylc 60 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  ( `' F "
( Y  \  x
) )  e.  (
Clsd `  J )
)
3520, 34eqeltrd 2512 . . . . 5  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  ( U. J  \ 
( `' F "
x ) )  e.  ( Clsd `  J
) )
36 topontop 18506 . . . . . . 7  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  J  e.  Top )
3736ad3antrrr 729 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  J  e.  Top )
38 cnvimass 5184 . . . . . . . 8  |-  ( `' F " x ) 
C_  dom  F
39 fdm 5558 . . . . . . . . 9  |-  ( F : X --> Y  ->  dom  F  =  X )
4010, 39syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  dom  F  =  X )
4138, 40syl5sseq 3399 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  ( `' F "
x )  C_  X
)
4241, 9sseqtrd 3387 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  ( `' F "
x )  C_  U. J
)
43 eqid 2438 . . . . . . 7  |-  U. J  =  U. J
4443isopn2 18611 . . . . . 6  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( `' F " x ) 
C_  U. J )  -> 
( ( `' F " x )  e.  J  <->  ( U. J  \  ( `' F " x ) )  e.  ( Clsd `  J ) ) )
4537, 42, 44syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  ( ( `' F " x )  e.  J  <->  ( U. J  \  ( `' F " x ) )  e.  ( Clsd `  J ) ) )
4635, 45mpbird 232 . . . 4  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  /\  x  e.  K )  ->  ( `' F "
x )  e.  J
)
4746ralrimiva 2794 . . 3  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )
)  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  ->  A. x  e.  K  ( `' F " x )  e.  J )
48 iscn 18814 . . . 4  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )
)  ->  ( F  e.  ( J  Cn  K
)  <->  ( F : X
--> Y  /\  A. x  e.  K  ( `' F " x )  e.  J ) ) )
4948adantr 465 . . 3  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )
)  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  -> 
( F  e.  ( J  Cn  K )  <-> 
( F : X --> Y  /\  A. x  e.  K  ( `' F " x )  e.  J
) ) )
507, 47, 49mpbir2and 913 . 2  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )
)  /\  ( F : X --> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K ) ( `' F " y )  e.  ( Clsd `  J
) ) )  ->  F  e.  ( J  Cn  K ) )
516, 50impbida 828 1  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )
)  ->  ( F  e.  ( J  Cn  K
)  <->  ( F : X
--> Y  /\  A. y  e.  ( Clsd `  K
) ( `' F " y )  e.  (
Clsd `  J )
) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    = wceq 1369    e. wcel 1756   A.wral 2710    \ cdif 3320    C_ wss 3323   U.cuni 4086   `'ccnv 4834   dom cdm 4835   "cima 4838   Fun wfun 5407   -->wf 5409   ` cfv 5413  (class class class)co 6086   Topctop 18473  TopOnctopon 18474   Clsdccld 18595    Cn ccn 18803
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 2419  ax-sep 4408  ax-nul 4416  ax-pow 4465  ax-pr 4526  ax-un 6367
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3an 967  df-tru 1372  df-ex 1587  df-nf 1590  df-sb 1701  df-eu 2256  df-mo 2257  df-clab 2425  df-cleq 2431  df-clel 2434  df-nfc 2563  df-ne 2603  df-ral 2715  df-rex 2716  df-rab 2719  df-v 2969  df-sbc 3182  df-dif 3326  df-un 3328  df-in 3330  df-ss 3337  df-nul 3633  df-if 3787  df-pw 3857  df-sn 3873  df-pr 3875  df-op 3879  df-uni 4087  df-br 4288  df-opab 4346  df-mpt 4347  df-id 4631  df-xp 4841  df-rel 4842  df-cnv 4843  df-co 4844  df-dm 4845  df-rn 4846  df-res 4847  df-ima 4848  df-iota 5376  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-fv 5421  df-ov 6089  df-oprab 6090  df-mpt2 6091  df-map 7208  df-top 18478  df-topon 18481  df-cld 18598  df-cn 18806
This theorem is referenced by:  cncls2  18852  paste  18873  cmphaushmeo  19348  ubthlem1  24222  ubthlem2  24223
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