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Theorem qtoprest

Description: If A is a saturated open or closed set (where saturated means that A = (`' F " U ) for some U ), then the restriction of the quotient map F to A ` is a quotient map. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Mar-2015) (Revised by Mario Carneiro, 22-Aug-2015)

Ref Expression
Hypotheses qtoprest.2 φJTopOnX
qtoprest.3 φF:XontoY
qtoprest.4 φUY
qtoprest.5 φA=F-1U
qtoprest.6 φAJAClsdJ
Assertion qtoprest φJqTopF𝑡U=J𝑡AqTopFA

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 qtoprest.2 φJTopOnX
2 qtoprest.3 φF:XontoY
3 qtoprest.4 φUY
4 qtoprest.5 φA=F-1U
5 qtoprest.6 φAJAClsdJ
6 fofn F:XontoYFFnX
7 2 6 syl φFFnX
8 qtopid JTopOnXFFnXFJCnJqTopF
9 1 7 8 syl2anc φFJCnJqTopF
10 cnvimass F-1UdomF
11 7 fndmd φdomF=X
12 10 11 sseqtrid φF-1UX
13 4 12 eqsstrd φAX
14 toponuni JTopOnXX=J
15 1 14 syl φX=J
16 13 15 sseqtrd φAJ
17 eqid J=J
18 17 cnrest FJCnJqTopFAJFAJ𝑡ACnJqTopF
19 9 16 18 syl2anc φFAJ𝑡ACnJqTopF
20 qtoptopon JTopOnXF:XontoYJqTopFTopOnY
21 1 2 20 syl2anc φJqTopFTopOnY
22 df-ima FA=ranFA
23 4 imaeq2d φFA=FF-1U
24 foimacnv F:XontoYUYFF-1U=U
25 2 3 24 syl2anc φFF-1U=U
26 23 25 eqtrd φFA=U
27 22 26 eqtr3id φranFA=U
28 eqimss ranFA=UranFAU
29 27 28 syl φranFAU
30 cnrest2 JqTopFTopOnYranFAUUYFAJ𝑡ACnJqTopFFAJ𝑡ACnJqTopF𝑡U
31 21 29 3 30 syl3anc φFAJ𝑡ACnJqTopFFAJ𝑡ACnJqTopF𝑡U
32 19 31 mpbid φFAJ𝑡ACnJqTopF𝑡U
33 resttopon JqTopFTopOnYUYJqTopF𝑡UTopOnU
34 21 3 33 syl2anc φJqTopF𝑡UTopOnU
35 qtopss FAJ𝑡ACnJqTopF𝑡UJqTopF𝑡UTopOnUranFA=UJqTopF𝑡UJ𝑡AqTopFA
36 32 34 27 35 syl3anc φJqTopF𝑡UJ𝑡AqTopFA
37 resttopon JTopOnXAXJ𝑡ATopOnA
38 1 13 37 syl2anc φJ𝑡ATopOnA
39 fnfun FFnXFunF
40 7 39 syl φFunF
41 13 11 sseqtrrd φAdomF
42 fores FunFAdomFFA:AontoFA
43 40 41 42 syl2anc φFA:AontoFA
44 foeq3 FA=UFA:AontoFAFA:AontoU
45 26 44 syl φFA:AontoFAFA:AontoU
46 43 45 mpbid φFA:AontoU
47 elqtop3 J𝑡ATopOnAFA:AontoUxJ𝑡AqTopFAxUFA-1xJ𝑡A
48 38 46 47 syl2anc φxJ𝑡AqTopFAxUFA-1xJ𝑡A
49 cnvresima FA-1x=F-1xA
50 imass2 xUF-1xF-1U
51 50 adantl φxUF-1xF-1U
52 4 adantr φxUA=F-1U
53 51 52 sseqtrrd φxUF-1xA
54 df-ss F-1xAF-1xA=F-1x
55 53 54 sylib φxUF-1xA=F-1x
56 49 55 eqtrid φxUFA-1x=F-1x
57 56 eleq1d φxUFA-1xJ𝑡AF-1xJ𝑡A
58 simplrl φxUF-1xJ𝑡AAJxU
59 df-ss xUxU=x
60 58 59 sylib φxUF-1xJ𝑡AAJxU=x
61 topontop JqTopFTopOnYJqTopFTop
62 21 61 syl φJqTopFTop
63 62 ad2antrr φxUF-1xJ𝑡AAJJqTopFTop
64 toponmax JTopOnXXJ
65 1 64 syl φXJ
66 focdmex XJF:XontoYYV
67 65 2 66 sylc φYV
68 67 3 ssexd φUV
69 68 ad2antrr φxUF-1xJ𝑡AAJUV
70 3 ad2antrr φxUF-1xJ𝑡AAJUY
71 58 70 sstrd φxUF-1xJ𝑡AAJxY
72 topontop JTopOnXJTop
73 1 72 syl φJTop
74 restopn2 JTopAJF-1xJ𝑡AF-1xJF-1xA
75 73 74 sylan φAJF-1xJ𝑡AF-1xJF-1xA
76 75 simprbda φAJF-1xJ𝑡AF-1xJ
77 76 adantrl φAJxUF-1xJ𝑡AF-1xJ
78 77 an32s φxUF-1xJ𝑡AAJF-1xJ
79 elqtop3 JTopOnXF:XontoYxJqTopFxYF-1xJ
80 1 2 79 syl2anc φxJqTopFxYF-1xJ
81 80 ad2antrr φxUF-1xJ𝑡AAJxJqTopFxYF-1xJ
82 71 78 81 mpbir2and φxUF-1xJ𝑡AAJxJqTopF
83 elrestr JqTopFTopUVxJqTopFxUJqTopF𝑡U
84 63 69 82 83 syl3anc φxUF-1xJ𝑡AAJxUJqTopF𝑡U
85 60 84 eqeltrrd φxUF-1xJ𝑡AAJxJqTopF𝑡U
86 34 ad2antrr φxUF-1xJ𝑡AAClsdJJqTopF𝑡UTopOnU
87 toponuni JqTopF𝑡UTopOnUU=JqTopF𝑡U
88 86 87 syl φxUF-1xJ𝑡AAClsdJU=JqTopF𝑡U
89 88 difeq1d φxUF-1xJ𝑡AAClsdJUx=JqTopF𝑡Ux
90 3 ad2antrr φxUF-1xJ𝑡AAClsdJUY
91 21 ad2antrr φxUF-1xJ𝑡AAClsdJJqTopFTopOnY
92 toponuni JqTopFTopOnYY=JqTopF
93 91 92 syl φxUF-1xJ𝑡AAClsdJY=JqTopF
94 90 93 sseqtrd φxUF-1xJ𝑡AAClsdJUJqTopF
95 90 ssdifssd φxUF-1xJ𝑡AAClsdJUxY
96 40 ad2antrr φxUF-1xJ𝑡AAClsdJFunF
97 funcnvcnv FunFFunF-1-1
98 imadif FunF-1-1F-1Ux=F-1UF-1x
99 96 97 98 3syl φxUF-1xJ𝑡AAClsdJF-1Ux=F-1UF-1x
100 4 ad2antrr φxUF-1xJ𝑡AAClsdJA=F-1U
101 100 difeq1d φxUF-1xJ𝑡AAClsdJAF-1x=F-1UF-1x
102 99 101 eqtr4d φxUF-1xJ𝑡AAClsdJF-1Ux=AF-1x
103 simpr φxUF-1xJ𝑡AAClsdJAClsdJ
104 38 ad2antrr φxUF-1xJ𝑡AAClsdJJ𝑡ATopOnA
105 toponuni J𝑡ATopOnAA=J𝑡A
106 104 105 syl φxUF-1xJ𝑡AAClsdJA=J𝑡A
107 106 difeq1d φxUF-1xJ𝑡AAClsdJAF-1x=J𝑡AF-1x
108 topontop J𝑡ATopOnAJ𝑡ATop
109 104 108 syl φxUF-1xJ𝑡AAClsdJJ𝑡ATop
110 simplrr φxUF-1xJ𝑡AAClsdJF-1xJ𝑡A
111 eqid J𝑡A=J𝑡A
112 111 opncld J𝑡ATopF-1xJ𝑡AJ𝑡AF-1xClsdJ𝑡A
113 109 110 112 syl2anc φxUF-1xJ𝑡AAClsdJJ𝑡AF-1xClsdJ𝑡A
114 107 113 eqeltrd φxUF-1xJ𝑡AAClsdJAF-1xClsdJ𝑡A
115 restcldr AClsdJAF-1xClsdJ𝑡AAF-1xClsdJ
116 103 114 115 syl2anc φxUF-1xJ𝑡AAClsdJAF-1xClsdJ
117 102 116 eqeltrd φxUF-1xJ𝑡AAClsdJF-1UxClsdJ
118 qtopcld JTopOnXF:XontoYUxClsdJqTopFUxYF-1UxClsdJ
119 1 2 118 syl2anc φUxClsdJqTopFUxYF-1UxClsdJ
120 119 ad2antrr φxUF-1xJ𝑡AAClsdJUxClsdJqTopFUxYF-1UxClsdJ
121 95 117 120 mpbir2and φxUF-1xJ𝑡AAClsdJUxClsdJqTopF
122 difssd φxUF-1xJ𝑡AAClsdJUxU
123 eqid JqTopF=JqTopF
124 123 restcldi UJqTopFUxClsdJqTopFUxUUxClsdJqTopF𝑡U
125 94 121 122 124 syl3anc φxUF-1xJ𝑡AAClsdJUxClsdJqTopF𝑡U
126 89 125 eqeltrrd φxUF-1xJ𝑡AAClsdJJqTopF𝑡UxClsdJqTopF𝑡U
127 topontop JqTopF𝑡UTopOnUJqTopF𝑡UTop
128 86 127 syl φxUF-1xJ𝑡AAClsdJJqTopF𝑡UTop
129 simplrl φxUF-1xJ𝑡AAClsdJxU
130 129 88 sseqtrd φxUF-1xJ𝑡AAClsdJxJqTopF𝑡U
131 eqid JqTopF𝑡U=JqTopF𝑡U
132 131 isopn2 JqTopF𝑡UTopxJqTopF𝑡UxJqTopF𝑡UJqTopF𝑡UxClsdJqTopF𝑡U
133 128 130 132 syl2anc φxUF-1xJ𝑡AAClsdJxJqTopF𝑡UJqTopF𝑡UxClsdJqTopF𝑡U
134 126 133 mpbird φxUF-1xJ𝑡AAClsdJxJqTopF𝑡U
135 5 adantr φxUF-1xJ𝑡AAJAClsdJ
136 85 134 135 mpjaodan φxUF-1xJ𝑡AxJqTopF𝑡U
137 136 expr φxUF-1xJ𝑡AxJqTopF𝑡U
138 57 137 sylbid φxUFA-1xJ𝑡AxJqTopF𝑡U
139 138 expimpd φxUFA-1xJ𝑡AxJqTopF𝑡U
140 48 139 sylbid φxJ𝑡AqTopFAxJqTopF𝑡U
141 140 ssrdv φJ𝑡AqTopFAJqTopF𝑡U
142 36 141 eqssd φJqTopF𝑡U=J𝑡AqTopFA