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Theorem txflf

Description: Two sequences converge in a filter iff the sequence of their ordered pairs converges. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses txflf.j φJTopOnX
txflf.k φKTopOnY
txflf.l φLFilZ
txflf.f φF:ZX
txflf.g φG:ZY
txflf.h H=nZFnGn
Assertion txflf φRSJ×tKfLimfLHRJfLimfLFSKfLimfLG

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 txflf.j φJTopOnX
2 txflf.k φKTopOnY
3 txflf.l φLFilZ
4 txflf.f φF:ZX
5 txflf.g φG:ZY
6 txflf.h H=nZFnGn
7 vex uV
8 vex vV
9 7 8 xpex u×vV
10 9 rgen2w uJvKu×vV
11 eqid uJ,vKu×v=uJ,vKu×v
12 eleq2 z=u×vRSzRSu×v
13 sseq2 z=u×vHhzHhu×v
14 13 rexbidv z=u×vhLHhzhLHhu×v
15 12 14 imbi12d z=u×vRSzhLHhzRSu×vhLHhu×v
16 11 15 ralrnmpo uJvKu×vVzranuJ,vKu×vRSzhLHhzuJvKRSu×vhLHhu×v
17 10 16 ax-mp zranuJ,vKu×vRSzhLHhzuJvKRSu×vhLHhu×v
18 opelxp RSu×vRuSv
19 18 biancomi RSu×vSvRu
20 19 a1i φRSu×vSvRu
21 r19.40 hLnhFnunhGnvhLnhFnuhLnhGnv
22 raleq h=fnhFnunfFnu
23 22 cbvrexvw hLnhFnufLnfFnu
24 raleq h=gnhGnvngGnv
25 24 cbvrexvw hLnhGnvgLngGnv
26 23 25 anbi12i hLnhFnuhLnhGnvfLnfFnugLngGnv
27 21 26 sylib hLnhFnunhGnvfLnfFnugLngGnv
28 reeanv fLgLnfFnungGnvfLnfFnugLngGnv
29 filin LFilZfLgLfgL
30 29 3expb LFilZfLgLfgL
31 3 30 sylan φfLgLfgL
32 inss1 fgf
33 ssralv fgfnfFnunfgFnu
34 32 33 ax-mp nfFnunfgFnu
35 inss2 fgg
36 ssralv fggngGnvnfgGnv
37 35 36 ax-mp ngGnvnfgGnv
38 34 37 anim12i nfFnungGnvnfgFnunfgGnv
39 raleq h=fgnhFnunfgFnu
40 raleq h=fgnhGnvnfgGnv
41 39 40 anbi12d h=fgnhFnunhGnvnfgFnunfgGnv
42 41 rspcev fgLnfgFnunfgGnvhLnhFnunhGnv
43 31 38 42 syl2an φfLgLnfFnungGnvhLnhFnunhGnv
44 43 ex φfLgLnfFnungGnvhLnhFnunhGnv
45 44 rexlimdvva φfLgLnfFnungGnvhLnhFnunhGnv
46 28 45 biimtrrid φfLnfFnugLngGnvhLnhFnunhGnv
47 27 46 impbid2 φhLnhFnunhGnvfLnfFnugLngGnv
48 df-ima Hh=ranHh
49 filelss LFilZhLhZ
50 3 49 sylan φhLhZ
51 6 reseq1i Hh=nZFnGnh
52 resmpt hZnZFnGnh=nhFnGn
53 51 52 eqtrid hZHh=nhFnGn
54 50 53 syl φhLHh=nhFnGn
55 54 rneqd φhLranHh=rannhFnGn
56 48 55 eqtrid φhLHh=rannhFnGn
57 56 sseq1d φhLHhu×vrannhFnGnu×v
58 opelxp FnGnu×vFnuGnv
59 58 ralbii nhFnGnu×vnhFnuGnv
60 eqid nhFnGn=nhFnGn
61 60 fmpt nhFnGnu×vnhFnGn:hu×v
62 opex FnGnV
63 62 60 fnmpti nhFnGnFnh
64 df-f nhFnGn:hu×vnhFnGnFnhrannhFnGnu×v
65 63 64 mpbiran nhFnGn:hu×vrannhFnGnu×v
66 61 65 bitri nhFnGnu×vrannhFnGnu×v
67 r19.26 nhFnuGnvnhFnunhGnv
68 59 66 67 3bitr3i rannhFnGnu×vnhFnunhGnv
69 57 68 bitrdi φhLHhu×vnhFnunhGnv
70 69 rexbidva φhLHhu×vhLnhFnunhGnv
71 4 adantr φfLF:ZX
72 71 ffund φfLFunF
73 filelss LFilZfLfZ
74 3 73 sylan φfLfZ
75 71 fdmd φfLdomF=Z
76 74 75 sseqtrrd φfLfdomF
77 funimass4 FunFfdomFFfunfFnu
78 72 76 77 syl2anc φfLFfunfFnu
79 78 rexbidva φfLFfufLnfFnu
80 5 adantr φgLG:ZY
81 80 ffund φgLFunG
82 filelss LFilZgLgZ
83 3 82 sylan φgLgZ
84 80 fdmd φgLdomG=Z
85 83 84 sseqtrrd φgLgdomG
86 funimass4 FunGgdomGGgvngGnv
87 81 85 86 syl2anc φgLGgvngGnv
88 87 rexbidva φgLGgvgLngGnv
89 79 88 anbi12d φfLFfugLGgvfLnfFnugLngGnv
90 47 70 89 3bitr4d φhLHhu×vfLFfugLGgv
91 20 90 imbi12d φRSu×vhLHhu×vSvRufLFfugLGgv
92 impexp SvRufLFfugLGgvSvRufLFfugLGgv
93 91 92 bitrdi φRSu×vhLHhu×vSvRufLFfugLGgv
94 93 ralbidv φvKRSu×vhLHhu×vvKSvRufLFfugLGgv
95 eleq2 x=vSxSv
96 95 ralrab vxK|SxRufLFfugLGgvvKSvRufLFfugLGgv
97 r19.21v vxK|SxRufLFfugLGgvRuvxK|SxfLFfugLGgv
98 96 97 bitr3i vKSvRufLFfugLGgvRuvxK|SxfLFfugLGgv
99 94 98 bitrdi φvKRSu×vhLHhu×vRuvxK|SxfLFfugLGgv
100 99 ralbidv φuJvKRSu×vhLHhu×vuJRuvxK|SxfLFfugLGgv
101 eleq2 x=uRxRu
102 101 ralrab uxJ|RxvxK|SxfLFfugLGgvuJRuvxK|SxfLFfugLGgv
103 100 102 bitr4di φuJvKRSu×vhLHhu×vuxJ|RxvxK|SxfLFfugLGgv
104 103 adantr φRXSYuJvKRSu×vhLHhu×vuxJ|RxvxK|SxfLFfugLGgv
105 toponmax JTopOnXXJ
106 1 105 syl φXJ
107 eleq2 x=XRxRX
108 107 rspcev XJRXxJRx
109 rabn0 xJ|RxxJRx
110 108 109 sylibr XJRXxJ|Rx
111 106 110 sylan φRXxJ|Rx
112 toponmax KTopOnYYK
113 2 112 syl φYK
114 eleq2 x=YSxSY
115 114 rspcev YKSYxKSx
116 rabn0 xK|SxxKSx
117 115 116 sylibr YKSYxK|Sx
118 113 117 sylan φSYxK|Sx
119 111 118 anim12dan φRXSYxJ|RxxK|Sx
120 r19.28zv xK|SxvxK|SxfLFfugLGgvfLFfuvxK|SxgLGgv
121 120 ralbidv xK|SxuxJ|RxvxK|SxfLFfugLGgvuxJ|RxfLFfuvxK|SxgLGgv
122 r19.27zv xJ|RxuxJ|RxfLFfuvxK|SxgLGgvuxJ|RxfLFfuvxK|SxgLGgv
123 121 122 sylan9bbr xJ|RxxK|SxuxJ|RxvxK|SxfLFfugLGgvuxJ|RxfLFfuvxK|SxgLGgv
124 119 123 syl φRXSYuxJ|RxvxK|SxfLFfugLGgvuxJ|RxfLFfuvxK|SxgLGgv
125 104 124 bitrd φRXSYuJvKRSu×vhLHhu×vuxJ|RxfLFfuvxK|SxgLGgv
126 101 ralrab uxJ|RxfLFfuuJRufLFfu
127 95 ralrab vxK|SxgLGgvvKSvgLGgv
128 126 127 anbi12i uxJ|RxfLFfuvxK|SxgLGgvuJRufLFfuvKSvgLGgv
129 125 128 bitrdi φRXSYuJvKRSu×vhLHhu×vuJRufLFfuvKSvgLGgv
130 17 129 bitrid φRXSYzranuJ,vKu×vRSzhLHhzuJRufLFfuvKSvgLGgv
131 130 pm5.32da φRXSYzranuJ,vKu×vRSzhLHhzRXSYuJRufLFfuvKSvgLGgv
132 opelxp RSX×YRXSY
133 132 anbi1i RSX×YzranuJ,vKu×vRSzhLHhzRXSYzranuJ,vKu×vRSzhLHhz
134 an4 RXuJRufLFfuSYvKSvgLGgvRXSYuJRufLFfuvKSvgLGgv
135 131 133 134 3bitr4g φRSX×YzranuJ,vKu×vRSzhLHhzRXuJRufLFfuSYvKSvgLGgv
136 eqid ranuJ,vKu×v=ranuJ,vKu×v
137 136 txval JTopOnXKTopOnYJ×tK=topGenranuJ,vKu×v
138 1 2 137 syl2anc φJ×tK=topGenranuJ,vKu×v
139 138 oveq1d φJ×tKfLimfL=topGenranuJ,vKu×vfLimfL
140 139 fveq1d φJ×tKfLimfLH=topGenranuJ,vKu×vfLimfLH
141 140 eleq2d φRSJ×tKfLimfLHRStopGenranuJ,vKu×vfLimfLH
142 txtopon JTopOnXKTopOnYJ×tKTopOnX×Y
143 1 2 142 syl2anc φJ×tKTopOnX×Y
144 138 143 eqeltrrd φtopGenranuJ,vKu×vTopOnX×Y
145 4 ffvelcdmda φnZFnX
146 5 ffvelcdmda φnZGnY
147 145 146 opelxpd φnZFnGnX×Y
148 147 6 fmptd φH:ZX×Y
149 eqid topGenranuJ,vKu×v=topGenranuJ,vKu×v
150 149 flftg topGenranuJ,vKu×vTopOnX×YLFilZH:ZX×YRStopGenranuJ,vKu×vfLimfLHRSX×YzranuJ,vKu×vRSzhLHhz
151 144 3 148 150 syl3anc φRStopGenranuJ,vKu×vfLimfLHRSX×YzranuJ,vKu×vRSzhLHhz
152 141 151 bitrd φRSJ×tKfLimfLHRSX×YzranuJ,vKu×vRSzhLHhz
153 isflf JTopOnXLFilZF:ZXRJfLimfLFRXuJRufLFfu
154 1 3 4 153 syl3anc φRJfLimfLFRXuJRufLFfu
155 isflf KTopOnYLFilZG:ZYSKfLimfLGSYvKSvgLGgv
156 2 3 5 155 syl3anc φSKfLimfLGSYvKSvgLGgv
157 154 156 anbi12d φRJfLimfLFSKfLimfLGRXuJRufLFfuSYvKSvgLGgv
158 135 152 157 3bitr4d φRSJ×tKfLimfLHRJfLimfLFSKfLimfLG