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Theorem iscnp2

Description: The predicate "the class F is a continuous function from topology J to topology K at point P ". Based on Theorem 7.2(g) of Munkres p. 107. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Aug-2015)

Ref Expression
Hypotheses iscn.1 ⊢ X = ⋃ J
iscn.2 ⊢ Y = ⋃ K
Assertion 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

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 iscn.1 ⊢ X = ⋃ J
2 iscn.2 ⊢ Y = ⋃ K
3 n0i ⊢ F ∈ J CnP K ⁡ P → ¬ J CnP K ⁡ P = ∅
4 df-ov ⊢ J CnP K = CnP ⁡ J K
5 ndmfv ⊢ ¬ J K ∈ dom ⁡ CnP → CnP ⁡ J K = ∅
6 4 5 eqtrid ⊢ ¬ J K ∈ dom ⁡ CnP → J CnP K = ∅
7 6 fveq1d ⊢ ¬ J K ∈ dom ⁡ CnP → J CnP K ⁡ P = ∅ ⁡ P
8 0fv ⊢ ∅ ⁡ P = ∅
9 7 8 eqtrdi ⊢ ¬ J K ∈ dom ⁡ CnP → J CnP K ⁡ P = ∅
10 3 9 nsyl2 ⊢ F ∈ J CnP K ⁡ P → J K ∈ dom ⁡ CnP
11 df-cnp ⊢ CnP = j ∈ Top , k ∈ Top ⟼ x ∈ ⋃ j ⟼ f ∈ ⋃ k ⋃ j | ∀ y ∈ k f ⁡ x ∈ y → ∃ g ∈ j x ∈ g ∧ f g ⊆ y
12 ovex ⊢ ⋃ k ⋃ j ∈ V
13 ssrab2 ⊢ f ∈ ⋃ k ⋃ j | ∀ y ∈ k f ⁡ x ∈ y → ∃ g ∈ j x ∈ g ∧ f g ⊆ y ⊆ ⋃ k ⋃ j
14 12 13 elpwi2 ⊢ f ∈ ⋃ k ⋃ j | ∀ y ∈ k f ⁡ x ∈ y → ∃ g ∈ j x ∈ g ∧ f g ⊆ y ∈ 𝒫 ⋃ k ⋃ j
15 14 rgenw ⊢ ∀ x ∈ ⋃ j f ∈ ⋃ k ⋃ j | ∀ y ∈ k f ⁡ x ∈ y → ∃ g ∈ j x ∈ g ∧ f g ⊆ y ∈ 𝒫 ⋃ k ⋃ j
16 eqid ⊢ x ∈ ⋃ j ⟼ f ∈ ⋃ k ⋃ j | ∀ y ∈ k f ⁡ x ∈ y → ∃ g ∈ j x ∈ g ∧ f g ⊆ y = x ∈ ⋃ j ⟼ f ∈ ⋃ k ⋃ j | ∀ y ∈ k f ⁡ x ∈ y → ∃ g ∈ j x ∈ g ∧ f g ⊆ y
17 16 fmpt ⊢ ∀ x ∈ ⋃ j f ∈ ⋃ k ⋃ j | ∀ y ∈ k f ⁡ x ∈ y → ∃ g ∈ j x ∈ g ∧ f g ⊆ y ∈ 𝒫 ⋃ k ⋃ j ↔ x ∈ ⋃ j ⟼ f ∈ ⋃ k ⋃ j | ∀ y ∈ k f ⁡ x ∈ y → ∃ g ∈ j x ∈ g ∧ f g ⊆ y : ⋃ j ⟶ 𝒫 ⋃ k ⋃ j
18 15 17 mpbi ⊢ x ∈ ⋃ j ⟼ f ∈ ⋃ k ⋃ j | ∀ y ∈ k f ⁡ x ∈ y → ∃ g ∈ j x ∈ g ∧ f g ⊆ y : ⋃ j ⟶ 𝒫 ⋃ k ⋃ j
19 vuniex ⊢ ⋃ j ∈ V
20 12 pwex ⊢ 𝒫 ⋃ k ⋃ j ∈ V
21 fex2 ⊢ x ∈ ⋃ j ⟼ f ∈ ⋃ k ⋃ j | ∀ y ∈ k f ⁡ x ∈ y → ∃ g ∈ j x ∈ g ∧ f g ⊆ y : ⋃ j ⟶ 𝒫 ⋃ k ⋃ j ∧ ⋃ j ∈ V ∧ 𝒫 ⋃ k ⋃ j ∈ V → x ∈ ⋃ j ⟼ f ∈ ⋃ k ⋃ j | ∀ y ∈ k f ⁡ x ∈ y → ∃ g ∈ j x ∈ g ∧ f g ⊆ y ∈ V
22 18 19 20 21 mp3an ⊢ x ∈ ⋃ j ⟼ f ∈ ⋃ k ⋃ j | ∀ y ∈ k f ⁡ x ∈ y → ∃ g ∈ j x ∈ g ∧ f g ⊆ y ∈ V
23 11 22 dmmpo ⊢ dom ⁡ CnP = Top × Top
24 10 23 eleqtrdi ⊢ F ∈ J CnP K ⁡ P → J K ∈ Top × Top
25 opelxp ⊢ J K ∈ Top × Top ↔ J ∈ Top ∧ K ∈ Top
26 24 25 sylib ⊢ F ∈ J CnP K ⁡ P → J ∈ Top ∧ K ∈ Top
27 26 simpld ⊢ F ∈ J CnP K ⁡ P → J ∈ Top
28 26 simprd ⊢ F ∈ J CnP K ⁡ P → K ∈ Top
29 elfvdm ⊢ F ∈ J CnP K ⁡ P → P ∈ dom ⁡ J CnP K
30 1 toptopon ⊢ J ∈ Top ↔ J ∈ TopOn ⁡ X
31 2 toptopon ⊢ K ∈ Top ↔ K ∈ TopOn ⁡ Y
32 cnpfval ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ K ∈ TopOn ⁡ Y → J CnP K = x ∈ X ⟼ f ∈ Y X | ∀ w ∈ K f ⁡ x ∈ w → ∃ v ∈ J x ∈ v ∧ f v ⊆ w
33 30 31 32 syl2anb ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top → J CnP K = x ∈ X ⟼ f ∈ Y X | ∀ w ∈ K f ⁡ x ∈ w → ∃ v ∈ J x ∈ v ∧ f v ⊆ w
34 26 33 syl ⊢ F ∈ J CnP K ⁡ P → J CnP K = x ∈ X ⟼ f ∈ Y X | ∀ w ∈ K f ⁡ x ∈ w → ∃ v ∈ J x ∈ v ∧ f v ⊆ w
35 34 dmeqd ⊢ F ∈ J CnP K ⁡ P → dom ⁡ J CnP K = dom ⁡ x ∈ X ⟼ f ∈ Y X | ∀ w ∈ K f ⁡ x ∈ w → ∃ v ∈ J x ∈ v ∧ f v ⊆ w
36 ovex ⊢ Y X ∈ V
37 36 rabex ⊢ f ∈ Y X | ∀ w ∈ K f ⁡ x ∈ w → ∃ v ∈ J x ∈ v ∧ f v ⊆ w ∈ V
38 37 rgenw ⊢ ∀ x ∈ X f ∈ Y X | ∀ w ∈ K f ⁡ x ∈ w → ∃ v ∈ J x ∈ v ∧ f v ⊆ w ∈ V
39 dmmptg ⊢ ∀ x ∈ X f ∈ Y X | ∀ w ∈ K f ⁡ x ∈ w → ∃ v ∈ J x ∈ v ∧ f v ⊆ w ∈ V → dom ⁡ x ∈ X ⟼ f ∈ Y X | ∀ w ∈ K f ⁡ x ∈ w → ∃ v ∈ J x ∈ v ∧ f v ⊆ w = X
40 38 39 ax-mp ⊢ dom ⁡ x ∈ X ⟼ f ∈ Y X | ∀ w ∈ K f ⁡ x ∈ w → ∃ v ∈ J x ∈ v ∧ f v ⊆ w = X
41 35 40 eqtrdi ⊢ F ∈ J CnP K ⁡ P → dom ⁡ J CnP K = X
42 29 41 eleqtrd ⊢ F ∈ J CnP K ⁡ P → P ∈ X
43 27 28 42 3jca ⊢ F ∈ J CnP K ⁡ P → J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ P ∈ X
44 biid ⊢ P ∈ X ↔ P ∈ X
45 iscnp ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ K ∈ TopOn ⁡ Y ∧ P ∈ X → F ∈ J CnP K ⁡ P ↔ F : X ⟶ Y ∧ ∀ y ∈ K F ⁡ P ∈ y → ∃ x ∈ J P ∈ x ∧ F x ⊆ y
46 30 31 44 45 syl3anb ⊢ 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
47 43 46 biadanii ⊢ 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