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Theorem imasnopn

Description: If a relation graph is open, then an image set of a singleton is also open. Corollary of Proposition 4 of BourbakiTop1 p. I.26. (Contributed by Thierry Arnoux, 14-Jan-2018)

Ref Expression
Hypothesis imasnopn.1 ⊢ X = ⋃ J
Assertion imasnopn ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → R A ∈ K

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 imasnopn.1 ⊢ X = ⋃ J
2 nfv ⊢ Ⅎ y J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X
3 nfcv ⊢ Ⅎ _ y R A
4 nfrab1 ⊢ Ⅎ _ y y ∈ ⋃ K | A y ∈ R
5 txtop ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top → J × t K ∈ Top
6 5 adantr ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → J × t K ∈ Top
7 simprl ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → R ∈ J × t K
8 eqid ⊢ ⋃ J × t K = ⋃ J × t K
9 8 eltopss ⊢ J × t K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K → R ⊆ ⋃ J × t K
10 6 7 9 syl2anc ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → R ⊆ ⋃ J × t K
11 eqid ⊢ ⋃ K = ⋃ K
12 1 11 txuni ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top → X × ⋃ K = ⋃ J × t K
13 12 adantr ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → X × ⋃ K = ⋃ J × t K
14 10 13 sseqtrrd ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → R ⊆ X × ⋃ K
15 imass1 ⊢ R ⊆ X × ⋃ K → R A ⊆ X × ⋃ K A
16 14 15 syl ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → R A ⊆ X × ⋃ K A
17 xpimasn ⊢ A ∈ X → X × ⋃ K A = ⋃ K
18 17 ad2antll ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → X × ⋃ K A = ⋃ K
19 16 18 sseqtrd ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → R A ⊆ ⋃ K
20 19 sseld ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → y ∈ R A → y ∈ ⋃ K
21 20 pm4.71rd ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → y ∈ R A ↔ y ∈ ⋃ K ∧ y ∈ R A
22 elimasng ⊢ A ∈ X ∧ y ∈ V → y ∈ R A ↔ A y ∈ R
23 22 elvd ⊢ A ∈ X → y ∈ R A ↔ A y ∈ R
24 23 ad2antll ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → y ∈ R A ↔ A y ∈ R
25 24 anbi2d ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → y ∈ ⋃ K ∧ y ∈ R A ↔ y ∈ ⋃ K ∧ A y ∈ R
26 21 25 bitrd ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → y ∈ R A ↔ y ∈ ⋃ K ∧ A y ∈ R
27 rabid ⊢ y ∈ y ∈ ⋃ K | A y ∈ R ↔ y ∈ ⋃ K ∧ A y ∈ R
28 26 27 bitr4di ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → y ∈ R A ↔ y ∈ y ∈ ⋃ K | A y ∈ R
29 2 3 4 28 eqrd ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → R A = y ∈ ⋃ K | A y ∈ R
30 eqid ⊢ y ∈ ⋃ K ⟼ A y = y ∈ ⋃ K ⟼ A y
31 30 mptpreima ⊢ y ∈ ⋃ K ⟼ A y -1 R = y ∈ ⋃ K | A y ∈ R
32 29 31 eqtr4di ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → R A = y ∈ ⋃ K ⟼ A y -1 R
33 11 toptopon ⊢ K ∈ Top ↔ K ∈ TopOn ⁡ ⋃ K
34 33 biimpi ⊢ K ∈ Top → K ∈ TopOn ⁡ ⋃ K
35 34 ad2antlr ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → K ∈ TopOn ⁡ ⋃ K
36 1 toptopon ⊢ J ∈ Top ↔ J ∈ TopOn ⁡ X
37 36 biimpi ⊢ J ∈ Top → J ∈ TopOn ⁡ X
38 37 ad2antrr ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → J ∈ TopOn ⁡ X
39 simprr ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → A ∈ X
40 35 38 39 cnmptc ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → y ∈ ⋃ K ⟼ A ∈ K Cn J
41 35 cnmptid ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → y ∈ ⋃ K ⟼ y ∈ K Cn K
42 35 40 41 cnmpt1t ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → y ∈ ⋃ K ⟼ A y ∈ K Cn J × t K
43 cnima ⊢ y ∈ ⋃ K ⟼ A y ∈ K Cn J × t K ∧ R ∈ J × t K → y ∈ ⋃ K ⟼ A y -1 R ∈ K
44 42 7 43 syl2anc ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → y ∈ ⋃ K ⟼ A y -1 R ∈ K
45 32 44 eqeltrd ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ R ∈ J × t K ∧ A ∈ X → R A ∈ K