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Theorem isfcf

Description: The property of being a cluster point of a function. (Contributed by Jeff Hankins, 24-Nov-2009) (Revised by Stefan O'Rear, 9-Aug-2015)

Ref Expression
Assertion isfcf ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X → A ∈ J fClusf L ⁡ F ↔ A ∈ X ∧ ∀ o ∈ J A ∈ o → ∀ s ∈ L o ∩ F s ≠ ∅

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fcfval ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X → J fClusf L ⁡ F = J fClus X FilMap F ⁡ L
2 1 eleq2d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X → A ∈ J fClusf L ⁡ F ↔ A ∈ J fClus X FilMap F ⁡ L
3 simp1 ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X → J ∈ TopOn ⁡ X
4 toponmax ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X → X ∈ J
5 filfbas ⊢ L ∈ Fil ⁡ Y → L ∈ fBas ⁡ Y
6 id ⊢ F : Y ⟶ X → F : Y ⟶ X
7 fmfil ⊢ X ∈ J ∧ L ∈ fBas ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X → X FilMap F ⁡ L ∈ Fil ⁡ X
8 4 5 6 7 syl3an ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X → X FilMap F ⁡ L ∈ Fil ⁡ X
9 fclsopn ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ X FilMap F ⁡ L ∈ Fil ⁡ X → A ∈ J fClus X FilMap F ⁡ L ↔ A ∈ X ∧ ∀ o ∈ J A ∈ o → ∀ x ∈ X FilMap F ⁡ L o ∩ x ≠ ∅
10 3 8 9 syl2anc ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X → A ∈ J fClus X FilMap F ⁡ L ↔ A ∈ X ∧ ∀ o ∈ J A ∈ o → ∀ x ∈ X FilMap F ⁡ L o ∩ x ≠ ∅
11 simpll1 ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J ∧ s ∈ L → J ∈ TopOn ⁡ X
12 11 4 syl ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J ∧ s ∈ L → X ∈ J
13 simpll2 ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J ∧ s ∈ L → L ∈ Fil ⁡ Y
14 13 5 syl ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J ∧ s ∈ L → L ∈ fBas ⁡ Y
15 simpll3 ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J ∧ s ∈ L → F : Y ⟶ X
16 simpl2 ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J → L ∈ Fil ⁡ Y
17 fgfil ⊢ L ∈ Fil ⁡ Y → Y filGen L = L
18 16 17 syl ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J → Y filGen L = L
19 18 eleq2d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J → s ∈ Y filGen L ↔ s ∈ L
20 19 biimpar ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J ∧ s ∈ L → s ∈ Y filGen L
21 eqid ⊢ Y filGen L = Y filGen L
22 21 imaelfm ⊢ X ∈ J ∧ L ∈ fBas ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ s ∈ Y filGen L → F s ∈ X FilMap F ⁡ L
23 12 14 15 20 22 syl31anc ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J ∧ s ∈ L → F s ∈ X FilMap F ⁡ L
24 ineq2 ⊢ x = F s → o ∩ x = o ∩ F s
25 24 neeq1d ⊢ x = F s → o ∩ x ≠ ∅ ↔ o ∩ F s ≠ ∅
26 25 rspcv ⊢ F s ∈ X FilMap F ⁡ L → ∀ x ∈ X FilMap F ⁡ L o ∩ x ≠ ∅ → o ∩ F s ≠ ∅
27 23 26 syl ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J ∧ s ∈ L → ∀ x ∈ X FilMap F ⁡ L o ∩ x ≠ ∅ → o ∩ F s ≠ ∅
28 27 ralrimdva ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J → ∀ x ∈ X FilMap F ⁡ L o ∩ x ≠ ∅ → ∀ s ∈ L o ∩ F s ≠ ∅
29 elfm ⊢ X ∈ J ∧ L ∈ fBas ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X → x ∈ X FilMap F ⁡ L ↔ x ⊆ X ∧ ∃ s ∈ L F s ⊆ x
30 4 5 6 29 syl3an ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X → x ∈ X FilMap F ⁡ L ↔ x ⊆ X ∧ ∃ s ∈ L F s ⊆ x
31 30 adantr ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J → x ∈ X FilMap F ⁡ L ↔ x ⊆ X ∧ ∃ s ∈ L F s ⊆ x
32 31 simplbda ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J ∧ x ∈ X FilMap F ⁡ L → ∃ s ∈ L F s ⊆ x
33 r19.29r ⊢ ∃ s ∈ L F s ⊆ x ∧ ∀ s ∈ L o ∩ F s ≠ ∅ → ∃ s ∈ L F s ⊆ x ∧ o ∩ F s ≠ ∅
34 sslin ⊢ F s ⊆ x → o ∩ F s ⊆ o ∩ x
35 ssn0 ⊢ o ∩ F s ⊆ o ∩ x ∧ o ∩ F s ≠ ∅ → o ∩ x ≠ ∅
36 34 35 sylan ⊢ F s ⊆ x ∧ o ∩ F s ≠ ∅ → o ∩ x ≠ ∅
37 36 rexlimivw ⊢ ∃ s ∈ L F s ⊆ x ∧ o ∩ F s ≠ ∅ → o ∩ x ≠ ∅
38 33 37 syl ⊢ ∃ s ∈ L F s ⊆ x ∧ ∀ s ∈ L o ∩ F s ≠ ∅ → o ∩ x ≠ ∅
39 38 ex ⊢ ∃ s ∈ L F s ⊆ x → ∀ s ∈ L o ∩ F s ≠ ∅ → o ∩ x ≠ ∅
40 32 39 syl ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J ∧ x ∈ X FilMap F ⁡ L → ∀ s ∈ L o ∩ F s ≠ ∅ → o ∩ x ≠ ∅
41 40 ralrimdva ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J → ∀ s ∈ L o ∩ F s ≠ ∅ → ∀ x ∈ X FilMap F ⁡ L o ∩ x ≠ ∅
42 28 41 impbid ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J → ∀ x ∈ X FilMap F ⁡ L o ∩ x ≠ ∅ ↔ ∀ s ∈ L o ∩ F s ≠ ∅
43 42 imbi2d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ o ∈ J → A ∈ o → ∀ x ∈ X FilMap F ⁡ L o ∩ x ≠ ∅ ↔ A ∈ o → ∀ s ∈ L o ∩ F s ≠ ∅
44 43 ralbidva ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X → ∀ o ∈ J A ∈ o → ∀ x ∈ X FilMap F ⁡ L o ∩ x ≠ ∅ ↔ ∀ o ∈ J A ∈ o → ∀ s ∈ L o ∩ F s ≠ ∅
45 44 anbi2d ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X → A ∈ X ∧ ∀ o ∈ J A ∈ o → ∀ x ∈ X FilMap F ⁡ L o ∩ x ≠ ∅ ↔ A ∈ X ∧ ∀ o ∈ J A ∈ o → ∀ s ∈ L o ∩ F s ≠ ∅
46 2 10 45 3bitrd ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ L ∈ Fil ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X → A ∈ J fClusf L ⁡ F ↔ A ∈ X ∧ ∀ o ∈ J A ∈ o → ∀ s ∈ L o ∩ F s ≠ ∅