Metamath Proof Explorer


Theorem cnmpt2t

Description: The composition of continuous functions is continuous. (Contributed by Mario Carneiro, 5-May-2014) (Revised by Mario Carneiro, 22-Aug-2015)

Ref Expression
Hypotheses cnmpt21.j ⊢ φ → J ∈ TopOn ⁡ X
cnmpt21.k ⊢ φ → K ∈ TopOn ⁡ Y
cnmpt21.a ⊢ φ → x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ∈ J × t K Cn L
cnmpt2t.b ⊢ φ → x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ∈ J × t K Cn M
Assertion cnmpt2t ⊢ φ → x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A B ∈ J × t K Cn L × t M

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cnmpt21.j ⊢ φ → J ∈ TopOn ⁡ X
2 cnmpt21.k ⊢ φ → K ∈ TopOn ⁡ Y
3 cnmpt21.a ⊢ φ → x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ∈ J × t K Cn L
4 cnmpt2t.b ⊢ φ → x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ∈ J × t K Cn M
5 fveq2 ⊢ z = u v → x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ⁡ z = x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ⁡ u v
6 df-ov ⊢ u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A v = x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ⁡ u v
7 5 6 eqtr4di ⊢ z = u v → x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ⁡ z = u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A v
8 fveq2 ⊢ z = u v → x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ⁡ z = x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ⁡ u v
9 df-ov ⊢ u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B v = x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ⁡ u v
10 8 9 eqtr4di ⊢ z = u v → x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ⁡ z = u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B v
11 7 10 opeq12d ⊢ z = u v → x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ⁡ z x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ⁡ z = u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A v u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B v
12 11 mpompt ⊢ z ∈ X × Y ⟼ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ⁡ z x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ⁡ z = u ∈ X , v ∈ Y ⟼ u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A v u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B v
13 nfcv ⊢ Ⅎ _ x u
14 nfmpo1 ⊢ Ⅎ _ x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A
15 nfcv ⊢ Ⅎ _ x v
16 13 14 15 nfov ⊢ Ⅎ _ x u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A v
17 nfmpo1 ⊢ Ⅎ _ x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B
18 13 17 15 nfov ⊢ Ⅎ _ x u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B v
19 16 18 nfop ⊢ Ⅎ _ x u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A v u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B v
20 nfcv ⊢ Ⅎ _ y u
21 nfmpo2 ⊢ Ⅎ _ y x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A
22 nfcv ⊢ Ⅎ _ y v
23 20 21 22 nfov ⊢ Ⅎ _ y u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A v
24 nfmpo2 ⊢ Ⅎ _ y x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B
25 20 24 22 nfov ⊢ Ⅎ _ y u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B v
26 23 25 nfop ⊢ Ⅎ _ y u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A v u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B v
27 nfcv ⊢ Ⅎ _ u x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A y x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B y
28 nfcv ⊢ Ⅎ _ v x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A y x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B y
29 oveq12 ⊢ u = x ∧ v = y → u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A v = x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A y
30 oveq12 ⊢ u = x ∧ v = y → u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B v = x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B y
31 29 30 opeq12d ⊢ u = x ∧ v = y → u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A v u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B v = x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A y x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B y
32 19 26 27 28 31 cbvmpo ⊢ u ∈ X , v ∈ Y ⟼ u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A v u x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B v = x ∈ X , y ∈ Y ⟼ x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A y x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B y
33 12 32 eqtri ⊢ z ∈ X × Y ⟼ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ⁡ z x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ⁡ z = x ∈ X , y ∈ Y ⟼ x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A y x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B y
34 txtopon ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ K ∈ TopOn ⁡ Y → J × t K ∈ TopOn ⁡ X × Y
35 1 2 34 syl2anc ⊢ φ → J × t K ∈ TopOn ⁡ X × Y
36 toponuni ⊢ J × t K ∈ TopOn ⁡ X × Y → X × Y = ⋃ J × t K
37 mpteq1 ⊢ X × Y = ⋃ J × t K → z ∈ X × Y ⟼ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ⁡ z x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ⁡ z = z ∈ ⋃ J × t K ⟼ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ⁡ z x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ⁡ z
38 35 36 37 3syl ⊢ φ → z ∈ X × Y ⟼ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ⁡ z x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ⁡ z = z ∈ ⋃ J × t K ⟼ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ⁡ z x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ⁡ z
39 simp2 ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ Y → x ∈ X
40 simp3 ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ Y → y ∈ Y
41 cntop2 ⊢ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ∈ J × t K Cn L → L ∈ Top
42 3 41 syl ⊢ φ → L ∈ Top
43 toptopon2 ⊢ L ∈ Top ↔ L ∈ TopOn ⁡ ⋃ L
44 42 43 sylib ⊢ φ → L ∈ TopOn ⁡ ⋃ L
45 cnf2 ⊢ J × t K ∈ TopOn ⁡ X × Y ∧ L ∈ TopOn ⁡ ⋃ L ∧ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ∈ J × t K Cn L → x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A : X × Y ⟶ ⋃ L
46 35 44 3 45 syl3anc ⊢ φ → x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A : X × Y ⟶ ⋃ L
47 eqid ⊢ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A = x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A
48 47 fmpo ⊢ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ Y A ∈ ⋃ L ↔ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A : X × Y ⟶ ⋃ L
49 46 48 sylibr ⊢ φ → ∀ x ∈ X ∀ y ∈ Y A ∈ ⋃ L
50 rsp2 ⊢ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ Y A ∈ ⋃ L → x ∈ X ∧ y ∈ Y → A ∈ ⋃ L
51 49 50 syl ⊢ φ → x ∈ X ∧ y ∈ Y → A ∈ ⋃ L
52 51 3impib ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ Y → A ∈ ⋃ L
53 47 ovmpt4g ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ Y ∧ A ∈ ⋃ L → x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A y = A
54 39 40 52 53 syl3anc ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ Y → x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A y = A
55 cntop2 ⊢ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ∈ J × t K Cn M → M ∈ Top
56 4 55 syl ⊢ φ → M ∈ Top
57 toptopon2 ⊢ M ∈ Top ↔ M ∈ TopOn ⁡ ⋃ M
58 56 57 sylib ⊢ φ → M ∈ TopOn ⁡ ⋃ M
59 cnf2 ⊢ J × t K ∈ TopOn ⁡ X × Y ∧ M ∈ TopOn ⁡ ⋃ M ∧ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ∈ J × t K Cn M → x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B : X × Y ⟶ ⋃ M
60 35 58 4 59 syl3anc ⊢ φ → x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B : X × Y ⟶ ⋃ M
61 eqid ⊢ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B = x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B
62 61 fmpo ⊢ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ Y B ∈ ⋃ M ↔ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B : X × Y ⟶ ⋃ M
63 60 62 sylibr ⊢ φ → ∀ x ∈ X ∀ y ∈ Y B ∈ ⋃ M
64 rsp2 ⊢ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ Y B ∈ ⋃ M → x ∈ X ∧ y ∈ Y → B ∈ ⋃ M
65 63 64 syl ⊢ φ → x ∈ X ∧ y ∈ Y → B ∈ ⋃ M
66 65 3impib ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ Y → B ∈ ⋃ M
67 61 ovmpt4g ⊢ x ∈ X ∧ y ∈ Y ∧ B ∈ ⋃ M → x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B y = B
68 39 40 66 67 syl3anc ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ Y → x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B y = B
69 54 68 opeq12d ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ Y → x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A y x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B y = A B
70 69 mpoeq3dva ⊢ φ → x ∈ X , y ∈ Y ⟼ x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A y x x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B y = x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A B
71 33 38 70 3eqtr3a ⊢ φ → z ∈ ⋃ J × t K ⟼ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ⁡ z x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ⁡ z = x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A B
72 eqid ⊢ ⋃ J × t K = ⋃ J × t K
73 eqid ⊢ z ∈ ⋃ J × t K ⟼ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ⁡ z x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ⁡ z = z ∈ ⋃ J × t K ⟼ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ⁡ z x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ⁡ z
74 72 73 txcnmpt ⊢ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ∈ J × t K Cn L ∧ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ∈ J × t K Cn M → z ∈ ⋃ J × t K ⟼ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ⁡ z x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ⁡ z ∈ J × t K Cn L × t M
75 3 4 74 syl2anc ⊢ φ → z ∈ ⋃ J × t K ⟼ x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A ⁡ z x ∈ X , y ∈ Y ⟼ B ⁡ z ∈ J × t K Cn L × t M
76 71 75 eqeltrrd ⊢ φ → x ∈ X , y ∈ Y ⟼ A B ∈ J × t K Cn L × t M