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Theorem haustsms

Description: In a Hausdorff topological group, a sum has at most one limit point. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses tsmscl.b ⊢ B = Base G
tsmscl.1 ⊢ φ → G ∈ CMnd
tsmscl.2 ⊢ φ → G ∈ TopSp
tsmscl.a ⊢ φ → A ∈ V
tsmscl.f ⊢ φ → F : A ⟶ B
haustsms.j ⊢ J = TopOpen ⁡ G
haustsms.h ⊢ φ → J ∈ Haus
Assertion haustsms ⊢ φ → ∃* x x ∈ G tsums F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 tsmscl.b ⊢ B = Base G
2 tsmscl.1 ⊢ φ → G ∈ CMnd
3 tsmscl.2 ⊢ φ → G ∈ TopSp
4 tsmscl.a ⊢ φ → A ∈ V
5 tsmscl.f ⊢ φ → F : A ⟶ B
6 haustsms.j ⊢ J = TopOpen ⁡ G
7 haustsms.h ⊢ φ → J ∈ Haus
8 eqid ⊢ 𝒫 A ∩ Fin = 𝒫 A ∩ Fin
9 eqid ⊢ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin | y ⊆ z = y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin | y ⊆ z
10 eqid ⊢ ran ⁡ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin | y ⊆ z = ran ⁡ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin | y ⊆ z
11 8 9 10 4 tsmsfbas ⊢ φ → ran ⁡ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin | y ⊆ z ∈ fBas ⁡ 𝒫 A ∩ Fin
12 fgcl ⊢ ran ⁡ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin | y ⊆ z ∈ fBas ⁡ 𝒫 A ∩ Fin → 𝒫 A ∩ Fin filGen ran ⁡ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin | y ⊆ z ∈ Fil ⁡ 𝒫 A ∩ Fin
13 11 12 syl ⊢ φ → 𝒫 A ∩ Fin filGen ran ⁡ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin | y ⊆ z ∈ Fil ⁡ 𝒫 A ∩ Fin
14 1 8 2 4 5 tsmslem1 ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin → ∑ G F ↾ z ∈ B
15 1 6 tpsuni ⊢ G ∈ TopSp → B = ⋃ J
16 3 15 syl ⊢ φ → B = ⋃ J
17 16 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin → B = ⋃ J
18 14 17 eleqtrd ⊢ φ ∧ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin → ∑ G F ↾ z ∈ ⋃ J
19 18 fmpttd ⊢ φ → z ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ ∑ G F ↾ z : 𝒫 A ∩ Fin ⟶ ⋃ J
20 eqid ⊢ ⋃ J = ⋃ J
21 20 hausflf ⊢ J ∈ Haus ∧ 𝒫 A ∩ Fin filGen ran ⁡ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin | y ⊆ z ∈ Fil ⁡ 𝒫 A ∩ Fin ∧ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ ∑ G F ↾ z : 𝒫 A ∩ Fin ⟶ ⋃ J → ∃* x x ∈ J fLimf 𝒫 A ∩ Fin filGen ran ⁡ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin | y ⊆ z ⁡ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ ∑ G F ↾ z
22 7 13 19 21 syl3anc ⊢ φ → ∃* x x ∈ J fLimf 𝒫 A ∩ Fin filGen ran ⁡ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin | y ⊆ z ⁡ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ ∑ G F ↾ z
23 1 6 8 10 2 4 5 tsmsval ⊢ φ → G tsums F = J fLimf 𝒫 A ∩ Fin filGen ran ⁡ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin | y ⊆ z ⁡ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ ∑ G F ↾ z
24 23 eleq2d ⊢ φ → x ∈ G tsums F ↔ x ∈ J fLimf 𝒫 A ∩ Fin filGen ran ⁡ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin | y ⊆ z ⁡ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ ∑ G F ↾ z
25 24 mobidv ⊢ φ → ∃* x x ∈ G tsums F ↔ ∃* x x ∈ J fLimf 𝒫 A ∩ Fin filGen ran ⁡ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin | y ⊆ z ⁡ z ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ ∑ G F ↾ z
26 22 25 mpbird ⊢ φ → ∃* x x ∈ G tsums F