Theorem cnextf 21680

Description: Extension by continuity. The extension by continuity is a function. (Contributed by Thierry Arnoux, 25-Dec-2017.)

Hypotheses

Ref	Expression
cnextf.1	⊢ 𝐶 = ∪ 𝐽
cnextf.2	⊢ 𝐵 = ∪ 𝐾
cnextf.3	⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ Top)
cnextf.4	⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ Haus)
cnextf.5	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶𝐵)
cnextf.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝐶)
cnextf.6	⊢ (𝜑 → ((cls‘𝐽)‘𝐴) = 𝐶)
cnextf.7	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ≠ ∅)

Assertion

Ref	Expression
cnextf	⊢ (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹):𝐶⟶𝐵)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐶   𝑥,𝐹   𝑥,𝐽   𝑥,𝐾   𝜑,𝑥

Proof of Theorem cnextf

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cnextf.3	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ Top)
2		cnextf.4	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ Haus)
3		cnextf.5	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶𝐵)
4		cnextf.a	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝐶)
5		cnextf.1	. . . . 5 ⊢ 𝐶 = ∪ 𝐽
6		cnextf.2	. . . . 5 ⊢ 𝐵 = ∪ 𝐾
7	5, 6	cnextfun 21678	. . . 4 ⊢ (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Haus) ∧ (𝐹:𝐴⟶𝐵 ∧ 𝐴 ⊆ 𝐶)) → Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
8	1, 2, 3, 4, 7	syl22anc 1319	. . 3 ⊢ (𝜑 → Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
9		simpl 472	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝜑)
10		cnextf.6	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((cls‘𝐽)‘𝐴) = 𝐶)
11	10	eleq2d 2673	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ 𝑥 ∈ 𝐶))
12	11	biimpar 501	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴))
13		cnextf.7	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ≠ ∅)
14		n0 3890	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ≠ ∅ ↔ ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
15	13, 14	sylib 207	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
16		haustop 20945	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐾 ∈ Haus → 𝐾 ∈ Top)
17	2, 16	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ Top)
18	5, 6	cnextfval 21676	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top) ∧ (𝐹:𝐴⟶𝐵 ∧ 𝐴 ⊆ 𝐶)) → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
19	1, 17, 3, 4, 18	syl22anc 1319	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
20	19	eleq2d 2673	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
21		opeliunxp 5093	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
22	20, 21	syl6bb 275	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
23	22	exbidv 1837	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ ∃𝑦(𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
24		19.42v 1905	. . . . . . . . 9 ⊢ (∃𝑦(𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
25	23, 24	syl6bb 275	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ↔ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))))
26	25	biimpar 501	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))) → ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
27	9, 12, 15, 26	syl12anc 1316	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹))
28	25	simprbda 651	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)) → 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴))
29	11	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)) → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ 𝑥 ∈ 𝐶))
30	28, 29	mpbid 221	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)) → 𝑥 ∈ 𝐶)
31	27, 30	impbida 873	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐶 ↔ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)))
32	31	abbi2dv 2729	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐶 = {𝑥 ∣ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)})
33		dfdm3 5232	. . . 4 ⊢ dom ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = {𝑥 ∣ ∃𝑦⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹)}
34	32, 33	syl6reqr 2663	. . 3 ⊢ (𝜑 → dom ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = 𝐶)
35		df-fn 5807	. . 3 ⊢ (((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) Fn 𝐶 ↔ (Fun ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ∧ dom ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = 𝐶))
36	8, 34, 35	sylanbrc 695	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) Fn 𝐶)
37	19	rneqd 5274	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) = ran ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)))
38		rniun 5462	. . . 4 ⊢ ran ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) = ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
39		vex 3176	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑥 ∈ V
40	39	snnz 4252	. . . . . . . 8 ⊢ {𝑥} ≠ ∅
41		rnxp 5483	. . . . . . . 8 ⊢ ({𝑥} ≠ ∅ → ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) = ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹))
42	40, 41	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) = ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)
43	11	biimpa 500	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → 𝑥 ∈ 𝐶)
44	6	toptopon 20548	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐾 ∈ Top ↔ 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
45	17, 44	sylib 207	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
46	45	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵))
47	5	toptopon 20548	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐽 ∈ Top ↔ 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
48	1, 47	sylib 207	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
49	48	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶))
50	4	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐴 ⊆ 𝐶)
51		simpr 476	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝑥 ∈ 𝐶)
52		trnei 21506	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶) ∧ 𝐴 ⊆ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴) ↔ (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴)))
53	52	biimpa 500	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐽 ∈ (TopOn‘𝐶) ∧ 𝐴 ⊆ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴))
54	49, 50, 51, 12, 53	syl31anc 1321	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴))
55	3	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐹:𝐴⟶𝐵)
56		flfelbas 21608	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵) ∧ (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴) ∧ 𝐹:𝐴⟶𝐵) ∧ 𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) → 𝑦 ∈ 𝐵)
57	56	ex 449	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵) ∧ (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴) ∧ 𝐹:𝐴⟶𝐵) → (𝑦 ∈ ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) → 𝑦 ∈ 𝐵))
58	57	ssrdv 3574	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐾 ∈ (TopOn‘𝐵) ∧ (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴) ∈ (Fil‘𝐴) ∧ 𝐹:𝐴⟶𝐵) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ⊆ 𝐵)
59	46, 54, 55, 58	syl3anc 1318	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ⊆ 𝐵)
60	43, 59	syldan 486	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹) ⊆ 𝐵)
61	42, 60	syl5eqss 3612	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)) → ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
62	61	ralrimiva 2949	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
63		iunss 4497	. . . . 5 ⊢ (∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵 ↔ ∀𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
64	62, 63	sylibr 223	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)ran ({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
65	38, 64	syl5eqss 3612	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran ∪ 𝑥 ∈ ((cls‘𝐽)‘𝐴)({𝑥} × ((𝐾 fLimf (((nei‘𝐽)‘{𝑥}) ↾t 𝐴))‘𝐹)) ⊆ 𝐵)
66	37, 65	eqsstrd 3602	. 2 ⊢ (𝜑 → ran ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ⊆ 𝐵)
67		df-f 5808	. 2 ⊢ (((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹):𝐶⟶𝐵 ↔ (((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) Fn 𝐶 ∧ ran ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹) ⊆ 𝐵))
68	36, 66, 67	sylanbrc 695	1 ⊢ (𝜑 → ((𝐽CnExt𝐾)‘𝐹):𝐶⟶𝐵)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383   ∧ w3a 1031   = wceq 1475  ∃wex 1695   ∈ wcel 1977  {cab 2596   ≠ wne 2780  ∀wral 2896   ⊆ wss 3540  ∅c0 3874  {csn 4125  ⟨cop 4131  ∪ cuni 4372  ∪ ciun 4455   × cxp 5036  dom cdm 5038  ran crn 5039  Fun wfun 5798   Fn wfn 5799  ⟶wf 5800  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549   ↾_t crest 15904  Topctop 20517  TopOnctopon 20518  clsccl 20632  neicnei 20711  Hauscha 20922  Filcfil 21459   fLimf cflf 21549  CnExtccnext 21673

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847

This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-iin 4458  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-id 4953  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-map 7746  df-pm 7747  df-rest 15906  df-fbas 19564  df-fg 19565  df-top 20521  df-topon 20523  df-cld 20633  df-ntr 20634  df-cls 20635  df-nei 20712  df-haus 20929  df-fil 21460  df-fm 21552  df-flim 21553  df-flf 21554  df-cnext 21674

This theorem is referenced by:  cnextcn  21681  cnextfres1  21682