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Theorem hmeores

Description: The restriction of a homeomorphism is a homeomorphism. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Sep-2014) (Proof shortened by Mario Carneiro, 22-Aug-2015)

Ref Expression
Hypothesis hmeores.1 ⊢ X = ⋃ J
Assertion hmeores ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → F ↾ Y ∈ J ↾ 𝑡 Y Homeo K ↾ 𝑡 F Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hmeores.1 ⊢ X = ⋃ J
2 hmeocn ⊢ F ∈ J Homeo K → F ∈ J Cn K
3 2 adantr ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → F ∈ J Cn K
4 1 cnrest ⊢ F ∈ J Cn K ∧ Y ⊆ X → F ↾ Y ∈ J ↾ 𝑡 Y Cn K
5 3 4 sylancom ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → F ↾ Y ∈ J ↾ 𝑡 Y Cn K
6 cntop2 ⊢ F ∈ J Cn K → K ∈ Top
7 3 6 syl ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → K ∈ Top
8 eqid ⊢ ⋃ K = ⋃ K
9 8 toptopon ⊢ K ∈ Top ↔ K ∈ TopOn ⁡ ⋃ K
10 7 9 sylib ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → K ∈ TopOn ⁡ ⋃ K
11 df-ima ⊢ F Y = ran ⁡ F ↾ Y
12 11 eqimss2i ⊢ ran ⁡ F ↾ Y ⊆ F Y
13 12 a1i ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → ran ⁡ F ↾ Y ⊆ F Y
14 imassrn ⊢ F Y ⊆ ran ⁡ F
15 1 8 cnf ⊢ F ∈ J Cn K → F : X ⟶ ⋃ K
16 3 15 syl ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → F : X ⟶ ⋃ K
17 16 frnd ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → ran ⁡ F ⊆ ⋃ K
18 14 17 sstrid ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → F Y ⊆ ⋃ K
19 cnrest2 ⊢ K ∈ TopOn ⁡ ⋃ K ∧ ran ⁡ F ↾ Y ⊆ F Y ∧ F Y ⊆ ⋃ K → F ↾ Y ∈ J ↾ 𝑡 Y Cn K ↔ F ↾ Y ∈ J ↾ 𝑡 Y Cn K ↾ 𝑡 F Y
20 10 13 18 19 syl3anc ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → F ↾ Y ∈ J ↾ 𝑡 Y Cn K ↔ F ↾ Y ∈ J ↾ 𝑡 Y Cn K ↾ 𝑡 F Y
21 5 20 mpbid ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → F ↾ Y ∈ J ↾ 𝑡 Y Cn K ↾ 𝑡 F Y
22 hmeocnvcn ⊢ F ∈ J Homeo K → F -1 ∈ K Cn J
23 22 adantr ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → F -1 ∈ K Cn J
24 8 1 cnf ⊢ F -1 ∈ K Cn J → F -1 : ⋃ K ⟶ X
25 ffun ⊢ F -1 : ⋃ K ⟶ X → Fun ⁡ F -1
26 funcnvres ⊢ Fun ⁡ F -1 → F ↾ Y -1 = F -1 ↾ F Y
27 23 24 25 26 4syl ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → F ↾ Y -1 = F -1 ↾ F Y
28 8 cnrest ⊢ F -1 ∈ K Cn J ∧ F Y ⊆ ⋃ K → F -1 ↾ F Y ∈ K ↾ 𝑡 F Y Cn J
29 23 18 28 syl2anc ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → F -1 ↾ F Y ∈ K ↾ 𝑡 F Y Cn J
30 27 29 eqeltrd ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → F ↾ Y -1 ∈ K ↾ 𝑡 F Y Cn J
31 cntop1 ⊢ F ∈ J Cn K → J ∈ Top
32 3 31 syl ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → J ∈ Top
33 1 toptopon ⊢ J ∈ Top ↔ J ∈ TopOn ⁡ X
34 32 33 sylib ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → J ∈ TopOn ⁡ X
35 dfdm4 ⊢ dom ⁡ F ↾ Y = ran ⁡ F ↾ Y -1
36 fssres ⊢ F : X ⟶ ⋃ K ∧ Y ⊆ X → F ↾ Y : Y ⟶ ⋃ K
37 16 36 sylancom ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → F ↾ Y : Y ⟶ ⋃ K
38 37 fdmd ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → dom ⁡ F ↾ Y = Y
39 35 38 eqtr3id ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → ran ⁡ F ↾ Y -1 = Y
40 eqimss ⊢ ran ⁡ F ↾ Y -1 = Y → ran ⁡ F ↾ Y -1 ⊆ Y
41 39 40 syl ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → ran ⁡ F ↾ Y -1 ⊆ Y
42 simpr ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → Y ⊆ X
43 cnrest2 ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ ran ⁡ F ↾ Y -1 ⊆ Y ∧ Y ⊆ X → F ↾ Y -1 ∈ K ↾ 𝑡 F Y Cn J ↔ F ↾ Y -1 ∈ K ↾ 𝑡 F Y Cn J ↾ 𝑡 Y
44 34 41 42 43 syl3anc ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → F ↾ Y -1 ∈ K ↾ 𝑡 F Y Cn J ↔ F ↾ Y -1 ∈ K ↾ 𝑡 F Y Cn J ↾ 𝑡 Y
45 30 44 mpbid ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → F ↾ Y -1 ∈ K ↾ 𝑡 F Y Cn J ↾ 𝑡 Y
46 ishmeo ⊢ F ↾ Y ∈ J ↾ 𝑡 Y Homeo K ↾ 𝑡 F Y ↔ F ↾ Y ∈ J ↾ 𝑡 Y Cn K ↾ 𝑡 F Y ∧ F ↾ Y -1 ∈ K ↾ 𝑡 F Y Cn J ↾ 𝑡 Y
47 21 45 46 sylanbrc ⊢ F ∈ J Homeo K ∧ Y ⊆ X → F ↾ Y ∈ J ↾ 𝑡 Y Homeo K ↾ 𝑡 F Y