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Theorem tmdgsum2

Description: For any neighborhood U of n X , there is a neighborhood u of X such that any sum of n elements in u sums to an element of U . (Contributed by Mario Carneiro, 19-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses tmdgsum.j J = TopOpen G
tmdgsum.b B = Base G
tmdgsum2.t · ˙ = G
tmdgsum2.1 φ G CMnd
tmdgsum2.2 φ G TopMnd
tmdgsum2.a φ A Fin
tmdgsum2.u φ U J
tmdgsum2.x φ X B
tmdgsum2.3 φ A · ˙ X U
Assertion tmdgsum2 φ u J X u f u A G f U

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 tmdgsum.j J = TopOpen G
2 tmdgsum.b B = Base G
3 tmdgsum2.t · ˙ = G
4 tmdgsum2.1 φ G CMnd
5 tmdgsum2.2 φ G TopMnd
6 tmdgsum2.a φ A Fin
7 tmdgsum2.u φ U J
8 tmdgsum2.x φ X B
9 tmdgsum2.3 φ A · ˙ X U
10 eqid f B A G f = f B A G f
11 10 mptpreima f B A G f -1 U = f B A | G f U
12 1 2 tmdgsum G CMnd G TopMnd A Fin f B A G f J ^ ko 𝒫 A Cn J
13 4 5 6 12 syl3anc φ f B A G f J ^ ko 𝒫 A Cn J
14 cnima f B A G f J ^ ko 𝒫 A Cn J U J f B A G f -1 U J ^ ko 𝒫 A
15 13 7 14 syl2anc φ f B A G f -1 U J ^ ko 𝒫 A
16 11 15 eqeltrrid φ f B A | G f U J ^ ko 𝒫 A
17 1 2 tmdtopon G TopMnd J TopOn B
18 topontop J TopOn B J Top
19 5 17 18 3syl φ J Top
20 xkopt J Top A Fin J ^ ko 𝒫 A = 𝑡 A × J
21 19 6 20 syl2anc φ J ^ ko 𝒫 A = 𝑡 A × J
22 fnconstg J TopOn B A × J Fn A
23 5 17 22 3syl φ A × J Fn A
24 eqid x | g g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y x = y A g y = x | g g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y x = y A g y
25 24 ptval A Fin A × J Fn A 𝑡 A × J = topGen x | g g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y x = y A g y
26 6 23 25 syl2anc φ 𝑡 A × J = topGen x | g g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y x = y A g y
27 21 26 eqtrd φ J ^ ko 𝒫 A = topGen x | g g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y x = y A g y
28 16 27 eleqtrd φ f B A | G f U topGen x | g g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y x = y A g y
29 oveq2 f = A × X G f = G A × X
30 29 eleq1d f = A × X G f U G A × X U
31 fconst6g X B A × X : A B
32 8 31 syl φ A × X : A B
33 2 fvexi B V
34 elmapg B V A Fin A × X B A A × X : A B
35 33 6 34 sylancr φ A × X B A A × X : A B
36 32 35 mpbird φ A × X B A
37 fconstmpt A × X = k A X
38 37 oveq2i G A × X = G k A X
39 cmnmnd G CMnd G Mnd
40 4 39 syl φ G Mnd
41 2 3 gsumconst G Mnd A Fin X B G k A X = A · ˙ X
42 40 6 8 41 syl3anc φ G k A X = A · ˙ X
43 38 42 eqtrid φ G A × X = A · ˙ X
44 43 9 eqeltrd φ G A × X U
45 30 36 44 elrabd φ A × X f B A | G f U
46 tg2 f B A | G f U topGen x | g g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y x = y A g y A × X f B A | G f U t x | g g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y x = y A g y A × X t t f B A | G f U
47 28 45 46 syl2anc φ t x | g g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y x = y A g y A × X t t f B A | G f U
48 eleq2 t = x A × X t A × X x
49 sseq1 t = x t f B A | G f U x f B A | G f U
50 48 49 anbi12d t = x A × X t t f B A | G f U A × X x x f B A | G f U
51 50 rexab2 t x | g g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y x = y A g y A × X t t f B A | G f U x g g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y x = y A g y A × X x x f B A | G f U
52 47 51 sylib φ x g g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y x = y A g y A × X x x f B A | G f U
53 toponuni J TopOn B B = J
54 5 17 53 3syl φ B = J
55 54 ad2antrr φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U B = J
56 55 ineq1d φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U B ran g = J ran g
57 19 ad2antrr φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U J Top
58 simplrl φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U g Fn A
59 simplrr φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U y A g y A × J y
60 fvconst2g J Top y A A × J y = J
61 60 eleq2d J Top y A g y A × J y g y J
62 61 ralbidva J Top y A g y A × J y y A g y J
63 57 62 syl φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U y A g y A × J y y A g y J
64 59 63 mpbid φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U y A g y J
65 ffnfv g : A J g Fn A y A g y J
66 58 64 65 sylanbrc φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U g : A J
67 66 frnd φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U ran g J
68 6 ad2antrr φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U A Fin
69 dffn4 g Fn A g : A onto ran g
70 58 69 sylib φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U g : A onto ran g
71 fofi A Fin g : A onto ran g ran g Fin
72 68 70 71 syl2anc φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U ran g Fin
73 eqid J = J
74 73 rintopn J Top ran g J ran g Fin J ran g J
75 57 67 72 74 syl3anc φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U J ran g J
76 56 75 eqeltrd φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U B ran g J
77 8 ad2antrr φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U X B
78 fconstmpt A × X = y A X
79 simprl φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U A × X y A g y
80 78 79 eqeltrrid φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U y A X y A g y
81 mptelixpg A Fin y A X y A g y y A X g y
82 68 81 syl φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U y A X y A g y y A X g y
83 80 82 mpbid φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U y A X g y
84 eleq2 z = g y X z X g y
85 84 ralrn g Fn A z ran g X z y A X g y
86 58 85 syl φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U z ran g X z y A X g y
87 83 86 mpbird φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U z ran g X z
88 elrint X B ran g X B z ran g X z
89 77 87 88 sylanbrc φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U X B ran g
90 33 inex1 B ran g V
91 ixpconstg A Fin B ran g V y A B ran g = B ran g A
92 68 90 91 sylancl φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U y A B ran g = B ran g A
93 inss2 B ran g ran g
94 fnfvelrn g Fn A y A g y ran g
95 intss1 g y ran g ran g g y
96 94 95 syl g Fn A y A ran g g y
97 93 96 sstrid g Fn A y A B ran g g y
98 97 ralrimiva g Fn A y A B ran g g y
99 ss2ixp y A B ran g g y y A B ran g y A g y
100 58 98 99 3syl φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U y A B ran g y A g y
101 92 100 eqsstrrd φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U B ran g A y A g y
102 ssrab y A g y f B A | G f U y A g y B A f y A g y G f U
103 102 simprbi y A g y f B A | G f U f y A g y G f U
104 103 ad2antll φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U f y A g y G f U
105 ssralv B ran g A y A g y f y A g y G f U f B ran g A G f U
106 101 104 105 sylc φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U f B ran g A G f U
107 eleq2 u = B ran g X u X B ran g
108 oveq1 u = B ran g u A = B ran g A
109 108 raleqdv u = B ran g f u A G f U f B ran g A G f U
110 107 109 anbi12d u = B ran g X u f u A G f U X B ran g f B ran g A G f U
111 110 rspcev B ran g J X B ran g f B ran g A G f U u J X u f u A G f U
112 76 89 106 111 syl12anc φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U u J X u f u A G f U
113 112 ex φ g Fn A y A g y A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U u J X u f u A G f U
114 113 3adantr3 φ g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y A × X y A g y y A g y f B A | G f U u J X u f u A G f U
115 eleq2 x = y A g y A × X x A × X y A g y
116 sseq1 x = y A g y x f B A | G f U y A g y f B A | G f U
117 115 116 anbi12d x = y A g y A × X x x f B A | G f U A × X y A g y y A g y f B A | G f U
118 117 imbi1d x = y A g y A × X x x f B A | G f U u J X u f u A G f U A × X y A g y y A g y f B A | G f U u J X u f u A G f U
119 114 118 syl5ibrcom φ g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y x = y A g y A × X x x f B A | G f U u J X u f u A G f U
120 119 expimpd φ g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y x = y A g y A × X x x f B A | G f U u J X u f u A G f U
121 120 exlimdv φ g g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y x = y A g y A × X x x f B A | G f U u J X u f u A G f U
122 121 impd φ g g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y x = y A g y A × X x x f B A | G f U u J X u f u A G f U
123 122 exlimdv φ x g g Fn A y A g y A × J y z Fin y A z g y = A × J y x = y A g y A × X x x f B A | G f U u J X u f u A G f U
124 52 123 mpd φ u J X u f u A G f U