Metamath Proof Explorer


Theorem cnprest

Description: Equivalence of continuity at a point and continuity of the restricted function at a point. (Contributed by Mario Carneiro, 8-Aug-2014)

Ref Expression
Hypotheses cnprest.1 ⊢ X = ⋃ J
cnprest.2 ⊢ Y = ⋃ K
Assertion cnprest ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y → F ∈ J CnP K ⁡ P ↔ F ↾ A ∈ J ↾ 𝑡 A CnP K ⁡ P

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cnprest.1 ⊢ X = ⋃ J
2 cnprest.2 ⊢ Y = ⋃ K
3 cnptop2 ⊢ F ∈ J CnP K ⁡ P → K ∈ Top
4 3 a1i ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y → F ∈ J CnP K ⁡ P → K ∈ Top
5 cnptop2 ⊢ F ↾ A ∈ J ↾ 𝑡 A CnP K ⁡ P → K ∈ Top
6 5 a1i ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y → F ↾ A ∈ J ↾ 𝑡 A CnP K ⁡ P → K ∈ Top
7 1 ntrss2 ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X → int ⁡ J ⁡ A ⊆ A
8 7 3ad2ant1 ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → int ⁡ J ⁡ A ⊆ A
9 simp2l ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → P ∈ int ⁡ J ⁡ A
10 8 9 sseldd ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → P ∈ A
11 10 fvresd ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → F ↾ A ⁡ P = F ⁡ P
12 11 eqcomd ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → F ⁡ P = F ↾ A ⁡ P
13 12 eleq1d ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → F ⁡ P ∈ y ↔ F ↾ A ⁡ P ∈ y
14 inss1 ⊢ x ∩ A ⊆ x
15 imass2 ⊢ x ∩ A ⊆ x → F x ∩ A ⊆ F x
16 sstr2 ⊢ F x ∩ A ⊆ F x → F x ⊆ y → F x ∩ A ⊆ y
17 14 15 16 mp2b ⊢ F x ⊆ y → F x ∩ A ⊆ y
18 17 anim2i ⊢ P ∈ x ∧ F x ⊆ y → P ∈ x ∧ F x ∩ A ⊆ y
19 18 reximi ⊢ ∃ x ∈ J P ∈ x ∧ F x ⊆ y → ∃ x ∈ J P ∈ x ∧ F x ∩ A ⊆ y
20 simp1l ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → J ∈ Top
21 1 ntropn ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X → int ⁡ J ⁡ A ∈ J
22 21 3ad2ant1 ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → int ⁡ J ⁡ A ∈ J
23 inopn ⊢ J ∈ Top ∧ x ∈ J ∧ int ⁡ J ⁡ A ∈ J → x ∩ int ⁡ J ⁡ A ∈ J
24 23 3com23 ⊢ J ∈ Top ∧ int ⁡ J ⁡ A ∈ J ∧ x ∈ J → x ∩ int ⁡ J ⁡ A ∈ J
25 24 3expia ⊢ J ∈ Top ∧ int ⁡ J ⁡ A ∈ J → x ∈ J → x ∩ int ⁡ J ⁡ A ∈ J
26 20 22 25 syl2anc ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → x ∈ J → x ∩ int ⁡ J ⁡ A ∈ J
27 elin ⊢ P ∈ x ∩ int ⁡ J ⁡ A ↔ P ∈ x ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A
28 27 simplbi2com ⊢ P ∈ int ⁡ J ⁡ A → P ∈ x → P ∈ x ∩ int ⁡ J ⁡ A
29 9 28 syl ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → P ∈ x → P ∈ x ∩ int ⁡ J ⁡ A
30 sslin ⊢ int ⁡ J ⁡ A ⊆ A → x ∩ int ⁡ J ⁡ A ⊆ x ∩ A
31 8 30 syl ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → x ∩ int ⁡ J ⁡ A ⊆ x ∩ A
32 imass2 ⊢ x ∩ int ⁡ J ⁡ A ⊆ x ∩ A → F x ∩ int ⁡ J ⁡ A ⊆ F x ∩ A
33 31 32 syl ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → F x ∩ int ⁡ J ⁡ A ⊆ F x ∩ A
34 sstr2 ⊢ F x ∩ int ⁡ J ⁡ A ⊆ F x ∩ A → F x ∩ A ⊆ y → F x ∩ int ⁡ J ⁡ A ⊆ y
35 33 34 syl ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → F x ∩ A ⊆ y → F x ∩ int ⁡ J ⁡ A ⊆ y
36 29 35 anim12d ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → P ∈ x ∧ F x ∩ A ⊆ y → P ∈ x ∩ int ⁡ J ⁡ A ∧ F x ∩ int ⁡ J ⁡ A ⊆ y
37 26 36 anim12d ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → x ∈ J ∧ P ∈ x ∧ F x ∩ A ⊆ y → x ∩ int ⁡ J ⁡ A ∈ J ∧ P ∈ x ∩ int ⁡ J ⁡ A ∧ F x ∩ int ⁡ J ⁡ A ⊆ y
38 eleq2 ⊢ z = x ∩ int ⁡ J ⁡ A → P ∈ z ↔ P ∈ x ∩ int ⁡ J ⁡ A
39 imaeq2 ⊢ z = x ∩ int ⁡ J ⁡ A → F z = F x ∩ int ⁡ J ⁡ A
40 39 sseq1d ⊢ z = x ∩ int ⁡ J ⁡ A → F z ⊆ y ↔ F x ∩ int ⁡ J ⁡ A ⊆ y
41 38 40 anbi12d ⊢ z = x ∩ int ⁡ J ⁡ A → P ∈ z ∧ F z ⊆ y ↔ P ∈ x ∩ int ⁡ J ⁡ A ∧ F x ∩ int ⁡ J ⁡ A ⊆ y
42 41 rspcev ⊢ x ∩ int ⁡ J ⁡ A ∈ J ∧ P ∈ x ∩ int ⁡ J ⁡ A ∧ F x ∩ int ⁡ J ⁡ A ⊆ y → ∃ z ∈ J P ∈ z ∧ F z ⊆ y
43 37 42 syl6 ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → x ∈ J ∧ P ∈ x ∧ F x ∩ A ⊆ y → ∃ z ∈ J P ∈ z ∧ F z ⊆ y
44 43 expdimp ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top ∧ x ∈ J → P ∈ x ∧ F x ∩ A ⊆ y → ∃ z ∈ J P ∈ z ∧ F z ⊆ y
45 44 rexlimdva ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → ∃ x ∈ J P ∈ x ∧ F x ∩ A ⊆ y → ∃ z ∈ J P ∈ z ∧ F z ⊆ y
46 eleq2 ⊢ z = x → P ∈ z ↔ P ∈ x
47 imaeq2 ⊢ z = x → F z = F x
48 47 sseq1d ⊢ z = x → F z ⊆ y ↔ F x ⊆ y
49 46 48 anbi12d ⊢ z = x → P ∈ z ∧ F z ⊆ y ↔ P ∈ x ∧ F x ⊆ y
50 49 cbvrexvw ⊢ ∃ z ∈ J P ∈ z ∧ F z ⊆ y ↔ ∃ x ∈ J P ∈ x ∧ F x ⊆ y
51 45 50 imbitrdi ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → ∃ x ∈ J P ∈ x ∧ F x ∩ A ⊆ y → ∃ x ∈ J P ∈ x ∧ F x ⊆ y
52 19 51 impbid2 ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → ∃ x ∈ J P ∈ x ∧ F x ⊆ y ↔ ∃ x ∈ J P ∈ x ∧ F x ∩ A ⊆ y
53 vex ⊢ x ∈ V
54 53 inex1 ⊢ x ∩ A ∈ V
55 54 a1i ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top ∧ x ∈ J → x ∩ A ∈ V
56 20 uniexd ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → ⋃ J ∈ V
57 simp1r ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → A ⊆ X
58 57 1 sseqtrdi ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → A ⊆ ⋃ J
59 56 58 ssexd ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → A ∈ V
60 elrest ⊢ J ∈ Top ∧ A ∈ V → z ∈ J ↾ 𝑡 A ↔ ∃ x ∈ J z = x ∩ A
61 20 59 60 syl2anc ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → z ∈ J ↾ 𝑡 A ↔ ∃ x ∈ J z = x ∩ A
62 eleq2 ⊢ z = x ∩ A → P ∈ z ↔ P ∈ x ∩ A
63 elin ⊢ P ∈ x ∩ A ↔ P ∈ x ∧ P ∈ A
64 63 rbaib ⊢ P ∈ A → P ∈ x ∩ A ↔ P ∈ x
65 10 64 syl ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → P ∈ x ∩ A ↔ P ∈ x
66 62 65 sylan9bbr ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top ∧ z = x ∩ A → P ∈ z ↔ P ∈ x
67 simpr ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top ∧ z = x ∩ A → z = x ∩ A
68 67 imaeq2d ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top ∧ z = x ∩ A → F ↾ A z = F ↾ A x ∩ A
69 inss2 ⊢ x ∩ A ⊆ A
70 resima2 ⊢ x ∩ A ⊆ A → F ↾ A x ∩ A = F x ∩ A
71 69 70 ax-mp ⊢ F ↾ A x ∩ A = F x ∩ A
72 68 71 eqtrdi ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top ∧ z = x ∩ A → F ↾ A z = F x ∩ A
73 72 sseq1d ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top ∧ z = x ∩ A → F ↾ A z ⊆ y ↔ F x ∩ A ⊆ y
74 66 73 anbi12d ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top ∧ z = x ∩ A → P ∈ z ∧ F ↾ A z ⊆ y ↔ P ∈ x ∧ F x ∩ A ⊆ y
75 55 61 74 rexxfr2d ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → ∃ z ∈ J ↾ 𝑡 A P ∈ z ∧ F ↾ A z ⊆ y ↔ ∃ x ∈ J P ∈ x ∧ F x ∩ A ⊆ y
76 52 75 bitr4d ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → ∃ x ∈ J P ∈ x ∧ F x ⊆ y ↔ ∃ z ∈ J ↾ 𝑡 A P ∈ z ∧ F ↾ A z ⊆ y
77 13 76 imbi12d ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → F ⁡ P ∈ y → ∃ x ∈ J P ∈ x ∧ F x ⊆ y ↔ F ↾ A ⁡ P ∈ y → ∃ z ∈ J ↾ 𝑡 A P ∈ z ∧ F ↾ A z ⊆ y
78 77 ralbidv ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → ∀ y ∈ K F ⁡ P ∈ y → ∃ x ∈ J P ∈ x ∧ F x ⊆ y ↔ ∀ y ∈ K F ↾ A ⁡ P ∈ y → ∃ z ∈ J ↾ 𝑡 A P ∈ z ∧ F ↾ A z ⊆ y
79 simp2r ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → F : X ⟶ Y
80 simp3 ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → K ∈ Top
81 57 10 sseldd ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → P ∈ X
82 1 2 iscnp2 ⊢ F ∈ J CnP K ⁡ P ↔ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ P ∈ X ∧ F : X ⟶ Y ∧ ∀ y ∈ K F ⁡ P ∈ y → ∃ x ∈ J P ∈ x ∧ F x ⊆ y
83 82 baib ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ P ∈ X → F ∈ J CnP K ⁡ P ↔ F : X ⟶ Y ∧ ∀ y ∈ K F ⁡ P ∈ y → ∃ x ∈ J P ∈ x ∧ F x ⊆ y
84 20 80 81 83 syl3anc ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → F ∈ J CnP K ⁡ P ↔ F : X ⟶ Y ∧ ∀ y ∈ K F ⁡ P ∈ y → ∃ x ∈ J P ∈ x ∧ F x ⊆ y
85 79 84 mpbirand ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → F ∈ J CnP K ⁡ P ↔ ∀ y ∈ K F ⁡ P ∈ y → ∃ x ∈ J P ∈ x ∧ F x ⊆ y
86 79 57 fssresd ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → F ↾ A : A ⟶ Y
87 1 toptopon ⊢ J ∈ Top ↔ J ∈ TopOn ⁡ X
88 20 87 sylib ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → J ∈ TopOn ⁡ X
89 resttopon ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ A ⊆ X → J ↾ 𝑡 A ∈ TopOn ⁡ A
90 88 57 89 syl2anc ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → J ↾ 𝑡 A ∈ TopOn ⁡ A
91 2 toptopon ⊢ K ∈ Top ↔ K ∈ TopOn ⁡ Y
92 80 91 sylib ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → K ∈ TopOn ⁡ Y
93 iscnp ⊢ J ↾ 𝑡 A ∈ TopOn ⁡ A ∧ K ∈ TopOn ⁡ Y ∧ P ∈ A → F ↾ A ∈ J ↾ 𝑡 A CnP K ⁡ P ↔ F ↾ A : A ⟶ Y ∧ ∀ y ∈ K F ↾ A ⁡ P ∈ y → ∃ z ∈ J ↾ 𝑡 A P ∈ z ∧ F ↾ A z ⊆ y
94 90 92 10 93 syl3anc ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → F ↾ A ∈ J ↾ 𝑡 A CnP K ⁡ P ↔ F ↾ A : A ⟶ Y ∧ ∀ y ∈ K F ↾ A ⁡ P ∈ y → ∃ z ∈ J ↾ 𝑡 A P ∈ z ∧ F ↾ A z ⊆ y
95 86 94 mpbirand ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → F ↾ A ∈ J ↾ 𝑡 A CnP K ⁡ P ↔ ∀ y ∈ K F ↾ A ⁡ P ∈ y → ∃ z ∈ J ↾ 𝑡 A P ∈ z ∧ F ↾ A z ⊆ y
96 78 85 95 3bitr4d ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y ∧ K ∈ Top → F ∈ J CnP K ⁡ P ↔ F ↾ A ∈ J ↾ 𝑡 A CnP K ⁡ P
97 96 3expia ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y → K ∈ Top → F ∈ J CnP K ⁡ P ↔ F ↾ A ∈ J ↾ 𝑡 A CnP K ⁡ P
98 4 6 97 pm5.21ndd ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ X ∧ P ∈ int ⁡ J ⁡ A ∧ F : X ⟶ Y → F ∈ J CnP K ⁡ P ↔ F ↾ A ∈ J ↾ 𝑡 A CnP K ⁡ P