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Theorem kgencn2 20227
Description: A function  F : J
--> K from a compactly generated space is continuous iff for all compact spaces  z and continuous  g : z --> J, the composite  F  o.  g : z --> K is continuous. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Mar-2015.)
Assertion
Ref Expression
kgencn2  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )
)  ->  ( F  e.  ( (𝑘Gen `  J )  Cn  K )  <->  ( F : X --> Y  /\  A. z  e.  Comp  A. g  e.  ( z  Cn  J
) ( F  o.  g )  e.  ( z  Cn  K ) ) ) )
Distinct variable groups:    z, g, F    g, J, z    g, K, z    g, X, z   
g, Y, z

Proof of Theorem kgencn2
Dummy variable  k is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 kgencn 20226 . 2  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )
)  ->  ( F  e.  ( (𝑘Gen `  J )  Cn  K )  <->  ( F : X --> Y  /\  A. k  e.  ~P  X
( ( Jt  k )  e.  Comp  ->  ( F  |`  k )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K ) ) ) ) )
2 rncmp 20066 . . . . . . . 8  |-  ( ( z  e.  Comp  /\  g  e.  ( z  Cn  J
) )  ->  ( Jt  ran  g )  e.  Comp )
32adantl 464 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  ( z  e. 
Comp  /\  g  e.  ( z  Cn  J ) ) )  ->  ( Jt  ran  g )  e.  Comp )
4 simprr 755 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  ( z  e. 
Comp  /\  g  e.  ( z  Cn  J ) ) )  ->  g  e.  ( z  Cn  J
) )
5 eqid 2454 . . . . . . . . . . . 12  |-  U. z  =  U. z
6 eqid 2454 . . . . . . . . . . . 12  |-  U. J  =  U. J
75, 6cnf 19917 . . . . . . . . . . 11  |-  ( g  e.  ( z  Cn  J )  ->  g : U. z --> U. J
)
8 frn 5719 . . . . . . . . . . 11  |-  ( g : U. z --> U. J  ->  ran  g  C_  U. J )
94, 7, 83syl 20 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  ( z  e. 
Comp  /\  g  e.  ( z  Cn  J ) ) )  ->  ran  g  C_  U. J )
10 toponuni 19598 . . . . . . . . . . 11  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  X  =  U. J )
1110ad3antrrr 727 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  ( z  e. 
Comp  /\  g  e.  ( z  Cn  J ) ) )  ->  X  =  U. J )
129, 11sseqtr4d 3526 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  ( z  e. 
Comp  /\  g  e.  ( z  Cn  J ) ) )  ->  ran  g  C_  X )
13 vex 3109 . . . . . . . . . . 11  |-  g  e. 
_V
1413rnex 6707 . . . . . . . . . 10  |-  ran  g  e.  _V
1514elpw 4005 . . . . . . . . 9  |-  ( ran  g  e.  ~P X  <->  ran  g  C_  X )
1612, 15sylibr 212 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  ( z  e. 
Comp  /\  g  e.  ( z  Cn  J ) ) )  ->  ran  g  e.  ~P X
)
17 oveq2 6278 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  =  ran  g  -> 
( Jt  k )  =  ( Jt  ran  g ) )
1817eleq1d 2523 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  =  ran  g  -> 
( ( Jt  k )  e.  Comp  <->  ( Jt  ran  g
)  e.  Comp )
)
19 reseq2 5257 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  =  ran  g  -> 
( F  |`  k
)  =  ( F  |`  ran  g ) )
2017oveq1d 6285 . . . . . . . . . . 11  |-  ( k  =  ran  g  -> 
( ( Jt  k )  Cn  K )  =  ( ( Jt  ran  g
)  Cn  K ) )
2119, 20eleq12d 2536 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  =  ran  g  -> 
( ( F  |`  k )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K )  <->  ( F  |` 
ran  g )  e.  ( ( Jt  ran  g
)  Cn  K ) ) )
2218, 21imbi12d 318 . . . . . . . . 9  |-  ( k  =  ran  g  -> 
( ( ( Jt  k )  e.  Comp  ->  ( F  |`  k )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K ) )  <-> 
( ( Jt  ran  g
)  e.  Comp  ->  ( F  |`  ran  g )  e.  ( ( Jt  ran  g )  Cn  K
) ) ) )
2322rspcv 3203 . . . . . . . 8  |-  ( ran  g  e.  ~P X  ->  ( A. k  e. 
~P  X ( ( Jt  k )  e.  Comp  -> 
( F  |`  k
)  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K
) )  ->  (
( Jt  ran  g )  e. 
Comp  ->  ( F  |`  ran  g )  e.  ( ( Jt  ran  g )  Cn  K ) ) ) )
2416, 23syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  ( z  e. 
Comp  /\  g  e.  ( z  Cn  J ) ) )  ->  ( A. k  e.  ~P  X ( ( Jt  k )  e.  Comp  ->  ( F  |`  k )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K ) )  ->  ( ( Jt  ran  g )  e.  Comp  -> 
( F  |`  ran  g
)  e.  ( ( Jt 
ran  g )  Cn  K ) ) ) )
253, 24mpid 41 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  ( z  e. 
Comp  /\  g  e.  ( z  Cn  J ) ) )  ->  ( A. k  e.  ~P  X ( ( Jt  k )  e.  Comp  ->  ( F  |`  k )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K ) )  ->  ( F  |`  ran  g )  e.  ( ( Jt  ran  g )  Cn  K ) ) )
26 simplll 757 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  ( z  e. 
Comp  /\  g  e.  ( z  Cn  J ) ) )  ->  J  e.  (TopOn `  X )
)
27 ssid 3508 . . . . . . . . . . 11  |-  ran  g  C_ 
ran  g
2827a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  ( z  e. 
Comp  /\  g  e.  ( z  Cn  J ) ) )  ->  ran  g  C_  ran  g )
29 cnrest2 19957 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  ran  g  C_  ran  g  /\  ran  g  C_  X )  ->  ( g  e.  ( z  Cn  J
)  <->  g  e.  ( z  Cn  ( Jt  ran  g ) ) ) )
3026, 28, 12, 29syl3anc 1226 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  ( z  e. 
Comp  /\  g  e.  ( z  Cn  J ) ) )  ->  (
g  e.  ( z  Cn  J )  <->  g  e.  ( z  Cn  ( Jt  ran  g ) ) ) )
314, 30mpbid 210 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  ( z  e. 
Comp  /\  g  e.  ( z  Cn  J ) ) )  ->  g  e.  ( z  Cn  ( Jt  ran  g ) ) )
32 cnco 19937 . . . . . . . . 9  |-  ( ( g  e.  ( z  Cn  ( Jt  ran  g
) )  /\  ( F  |`  ran  g )  e.  ( ( Jt  ran  g )  Cn  K
) )  ->  (
( F  |`  ran  g
)  o.  g )  e.  ( z  Cn  K ) )
3332ex 432 . . . . . . . 8  |-  ( g  e.  ( z  Cn  ( Jt  ran  g ) )  ->  ( ( F  |`  ran  g )  e.  ( ( Jt  ran  g
)  Cn  K )  ->  ( ( F  |`  ran  g )  o.  g )  e.  ( z  Cn  K ) ) )
3431, 33syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  ( z  e. 
Comp  /\  g  e.  ( z  Cn  J ) ) )  ->  (
( F  |`  ran  g
)  e.  ( ( Jt 
ran  g )  Cn  K )  ->  (
( F  |`  ran  g
)  o.  g )  e.  ( z  Cn  K ) ) )
35 cores 5493 . . . . . . . . 9  |-  ( ran  g  C_  ran  g  -> 
( ( F  |`  ran  g )  o.  g
)  =  ( F  o.  g ) )
3627, 35ax-mp 5 . . . . . . . 8  |-  ( ( F  |`  ran  g )  o.  g )  =  ( F  o.  g
)
3736eleq1i 2531 . . . . . . 7  |-  ( ( ( F  |`  ran  g
)  o.  g )  e.  ( z  Cn  K )  <->  ( F  o.  g )  e.  ( z  Cn  K ) )
3834, 37syl6ib 226 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  ( z  e. 
Comp  /\  g  e.  ( z  Cn  J ) ) )  ->  (
( F  |`  ran  g
)  e.  ( ( Jt 
ran  g )  Cn  K )  ->  ( F  o.  g )  e.  ( z  Cn  K
) ) )
3925, 38syld 44 . . . . 5  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  ( z  e. 
Comp  /\  g  e.  ( z  Cn  J ) ) )  ->  ( A. k  e.  ~P  X ( ( Jt  k )  e.  Comp  ->  ( F  |`  k )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K ) )  ->  ( F  o.  g )  e.  ( z  Cn  K ) ) )
4039ralrimdvva 2878 . . . 4  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )
)  /\  F : X
--> Y )  ->  ( A. k  e.  ~P  X ( ( Jt  k )  e.  Comp  ->  ( F  |`  k )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K ) )  ->  A. z  e.  Comp  A. g  e.  ( z  Cn  J ) ( F  o.  g )  e.  ( z  Cn  K ) ) )
41 oveq1 6277 . . . . . . . . 9  |-  ( z  =  ( Jt  k )  ->  ( z  Cn  J )  =  ( ( Jt  k )  Cn  J ) )
42 oveq1 6277 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  ( Jt  k )  ->  ( z  Cn  K )  =  ( ( Jt  k )  Cn  K ) )
4342eleq2d 2524 . . . . . . . . 9  |-  ( z  =  ( Jt  k )  ->  ( ( F  o.  g )  e.  ( z  Cn  K
)  <->  ( F  o.  g )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K ) ) )
4441, 43raleqbidv 3065 . . . . . . . 8  |-  ( z  =  ( Jt  k )  ->  ( A. g  e.  ( z  Cn  J
) ( F  o.  g )  e.  ( z  Cn  K )  <->  A. g  e.  (
( Jt  k )  Cn  J ) ( F  o.  g )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K ) ) )
4544rspcv 3203 . . . . . . 7  |-  ( ( Jt  k )  e.  Comp  -> 
( A. z  e. 
Comp  A. g  e.  ( z  Cn  J ) ( F  o.  g
)  e.  ( z  Cn  K )  ->  A. g  e.  (
( Jt  k )  Cn  J ) ( F  o.  g )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K ) ) )
46 elpwi 4008 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  e.  ~P X  -> 
k  C_  X )
4746adantl 464 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  k  e.  ~P X )  ->  k  C_  X )
4847resabs1d 5291 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  k  e.  ~P X )  ->  (
(  _I  |`  X )  |`  k )  =  (  _I  |`  k )
)
49 idcn 19928 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  (  _I  |`  X )  e.  ( J  Cn  J ) )
5049ad3antrrr 727 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  k  e.  ~P X )  ->  (  _I  |`  X )  e.  ( J  Cn  J
) )
5110ad3antrrr 727 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  k  e.  ~P X )  ->  X  =  U. J )
5247, 51sseqtrd 3525 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  k  e.  ~P X )  ->  k  C_ 
U. J )
536cnrest 19956 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( (  _I  |`  X )  e.  ( J  Cn  J )  /\  k  C_ 
U. J )  -> 
( (  _I  |`  X )  |`  k )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  J ) )
5450, 52, 53syl2anc 659 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  k  e.  ~P X )  ->  (
(  _I  |`  X )  |`  k )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  J ) )
5548, 54eqeltrrd 2543 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  k  e.  ~P X )  ->  (  _I  |`  k )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  J ) )
56 coeq2 5150 . . . . . . . . . . 11  |-  ( g  =  (  _I  |`  k
)  ->  ( F  o.  g )  =  ( F  o.  (  _I  |`  k ) ) )
5756eleq1d 2523 . . . . . . . . . 10  |-  ( g  =  (  _I  |`  k
)  ->  ( ( F  o.  g )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K )  <->  ( F  o.  (  _I  |`  k
) )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K ) ) )
5857rspcv 3203 . . . . . . . . 9  |-  ( (  _I  |`  k )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  J )  -> 
( A. g  e.  ( ( Jt  k )  Cn  J ) ( F  o.  g )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K )  ->  ( F  o.  (  _I  |`  k ) )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K
) ) )
5955, 58syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  k  e.  ~P X )  ->  ( A. g  e.  (
( Jt  k )  Cn  J ) ( F  o.  g )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K )  -> 
( F  o.  (  _I  |`  k ) )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K ) ) )
60 coires1 5508 . . . . . . . . 9  |-  ( F  o.  (  _I  |`  k
) )  =  ( F  |`  k )
6160eleq1i 2531 . . . . . . . 8  |-  ( ( F  o.  (  _I  |`  k ) )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K )  <->  ( F  |`  k )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K ) )
6259, 61syl6ib 226 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  k  e.  ~P X )  ->  ( A. g  e.  (
( Jt  k )  Cn  J ) ( F  o.  g )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K )  -> 
( F  |`  k
)  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K
) ) )
6345, 62syl9r 72 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  k  e.  ~P X )  ->  (
( Jt  k )  e. 
Comp  ->  ( A. z  e.  Comp  A. g  e.  ( z  Cn  J ) ( F  o.  g
)  e.  ( z  Cn  K )  -> 
( F  |`  k
)  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K
) ) ) )
6463com23 78 . . . . 5  |-  ( ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y ) )  /\  F : X --> Y )  /\  k  e.  ~P X )  ->  ( A. z  e.  Comp  A. g  e.  ( z  Cn  J ) ( F  o.  g )  e.  ( z  Cn  K )  ->  (
( Jt  k )  e. 
Comp  ->  ( F  |`  k )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K ) ) ) )
6564ralrimdva 2872 . . . 4  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )
)  /\  F : X
--> Y )  ->  ( A. z  e.  Comp  A. g  e.  ( z  Cn  J ) ( F  o.  g )  e.  ( z  Cn  K )  ->  A. k  e.  ~P  X ( ( Jt  k )  e.  Comp  -> 
( F  |`  k
)  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K
) ) ) )
6640, 65impbid 191 . . 3  |-  ( ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )
)  /\  F : X
--> Y )  ->  ( A. k  e.  ~P  X ( ( Jt  k )  e.  Comp  ->  ( F  |`  k )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K ) )  <->  A. z  e.  Comp  A. g  e.  ( z  Cn  J ) ( F  o.  g )  e.  ( z  Cn  K ) ) )
6766pm5.32da 639 . 2  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )
)  ->  ( ( F : X --> Y  /\  A. k  e.  ~P  X
( ( Jt  k )  e.  Comp  ->  ( F  |`  k )  e.  ( ( Jt  k )  Cn  K ) ) )  <-> 
( F : X --> Y  /\  A. z  e. 
Comp  A. g  e.  ( z  Cn  J ) ( F  o.  g
)  e.  ( z  Cn  K ) ) ) )
681, 67bitrd 253 1  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  K  e.  (TopOn `  Y )
)  ->  ( F  e.  ( (𝑘Gen `  J )  Cn  K )  <->  ( F : X --> Y  /\  A. z  e.  Comp  A. g  e.  ( z  Cn  J
) ( F  o.  g )  e.  ( z  Cn  K ) ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 367    = wceq 1398    e. wcel 1823   A.wral 2804    C_ wss 3461   ~Pcpw 3999   U.cuni 4235    _I cid 4779   ran crn 4989    |` cres 4990    o. ccom 4992   -->wf 5566   ` cfv 5570  (class class class)co 6270   ↾t crest 14913  TopOnctopon 19565    Cn ccn 19895   Compccmp 20056  𝑘Genckgen 20203
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1623  ax-4 1636  ax-5 1709  ax-6 1752  ax-7 1795  ax-8 1825  ax-9 1827  ax-10 1842  ax-11 1847  ax-12 1859  ax-13 2004  ax-ext 2432  ax-rep 4550  ax-sep 4560  ax-nul 4568  ax-pow 4615  ax-pr 4676  ax-un 6565
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 368  df-an 369  df-3or 972  df-3an 973  df-tru 1401  df-ex 1618  df-nf 1622  df-sb 1745  df-eu 2288  df-mo 2289  df-clab 2440  df-cleq 2446  df-clel 2449  df-nfc 2604  df-ne 2651  df-ral 2809  df-rex 2810  df-reu 2811  df-rab 2813  df-v 3108  df-sbc 3325  df-csb 3421  df-dif 3464  df-un 3466  df-in 3468  df-ss 3475  df-pss 3477  df-nul 3784  df-if 3930  df-pw 4001  df-sn 4017  df-pr 4019  df-tp 4021  df-op 4023  df-uni 4236  df-int 4272  df-iun 4317  df-br 4440  df-opab 4498  df-mpt 4499  df-tr 4533  df-eprel 4780  df-id 4784  df-po 4789  df-so 4790  df-fr 4827  df-we 4829  df-ord 4870  df-on 4871  df-lim 4872  df-suc 4873  df-xp 4994  df-rel 4995  df-cnv 4996  df-co 4997  df-dm 4998  df-rn 4999  df-res 5000  df-ima 5001  df-iota 5534  df-fun 5572  df-fn 5573  df-f 5574  df-f1 5575  df-fo 5576  df-f1o 5577  df-fv 5578  df-ov 6273  df-oprab 6274  df-mpt2 6275  df-om 6674  df-1st 6773  df-2nd 6774  df-recs 7034  df-rdg 7068  df-1o 7122  df-oadd 7126  df-er 7303  df-map 7414  df-en 7510  df-dom 7511  df-fin 7513  df-fi 7863  df-rest 14915  df-topgen 14936  df-top 19569  df-bases 19571  df-topon 19572  df-cn 19898  df-cmp 20057  df-kgen 20204
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