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Theorem txlm

Description: Two sequences converge iff the sequence of their ordered pairs converges. Proposition 14-2.6 of Gleason p. 230. (Contributed by NM, 16-Jul-2007) (Revised by Mario Carneiro, 5-May-2014)

Ref Expression
Hypotheses txlm.z ⊢ Z = ℤ ≥ M
txlm.m ⊢ φ → M ∈ ℤ
txlm.j ⊢ φ → J ∈ TopOn ⁡ X
txlm.k ⊢ φ → K ∈ TopOn ⁡ Y
txlm.f ⊢ φ → F : Z ⟶ X
txlm.g ⊢ φ → G : Z ⟶ Y
txlm.h ⊢ H = n ∈ Z ⟼ F ⁡ n G ⁡ n
Assertion txlm ⊢ φ → F ⇝t ⁡ J R ∧ G ⇝t ⁡ K S ↔ H ⇝t ⁡ J × t K R S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 txlm.z ⊢ Z = ℤ ≥ M
2 txlm.m ⊢ φ → M ∈ ℤ
3 txlm.j ⊢ φ → J ∈ TopOn ⁡ X
4 txlm.k ⊢ φ → K ∈ TopOn ⁡ Y
5 txlm.f ⊢ φ → F : Z ⟶ X
6 txlm.g ⊢ φ → G : Z ⟶ Y
7 txlm.h ⊢ H = n ∈ Z ⟼ F ⁡ n G ⁡ n
8 r19.27v ⊢ ∀ u ∈ J R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v → ∀ u ∈ J R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
9 r19.28v ⊢ R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v → ∀ v ∈ K R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
10 9 ralimi ⊢ ∀ u ∈ J R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v → ∀ u ∈ J ∀ v ∈ K R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
11 8 10 syl ⊢ ∀ u ∈ J R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v → ∀ u ∈ J ∀ v ∈ K R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
12 simprl ⊢ φ ∧ w ∈ J × t K ∧ R S ∈ w → w ∈ J × t K
13 topontop ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X → J ∈ Top
14 3 13 syl ⊢ φ → J ∈ Top
15 topontop ⊢ K ∈ TopOn ⁡ Y → K ∈ Top
16 4 15 syl ⊢ φ → K ∈ Top
17 eqid ⊢ ran ⁡ u ∈ J , v ∈ K ⟼ u × v = ran ⁡ u ∈ J , v ∈ K ⟼ u × v
18 17 txval ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top → J × t K = topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ J , v ∈ K ⟼ u × v
19 14 16 18 syl2anc ⊢ φ → J × t K = topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ J , v ∈ K ⟼ u × v
20 19 adantr ⊢ φ ∧ w ∈ J × t K ∧ R S ∈ w → J × t K = topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ J , v ∈ K ⟼ u × v
21 12 20 eleqtrd ⊢ φ ∧ w ∈ J × t K ∧ R S ∈ w → w ∈ topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ J , v ∈ K ⟼ u × v
22 simprr ⊢ φ ∧ w ∈ J × t K ∧ R S ∈ w → R S ∈ w
23 tg2 ⊢ w ∈ topGen ⁡ ran ⁡ u ∈ J , v ∈ K ⟼ u × v ∧ R S ∈ w → ∃ t ∈ ran ⁡ u ∈ J , v ∈ K ⟼ u × v R S ∈ t ∧ t ⊆ w
24 21 22 23 syl2anc ⊢ φ ∧ w ∈ J × t K ∧ R S ∈ w → ∃ t ∈ ran ⁡ u ∈ J , v ∈ K ⟼ u × v R S ∈ t ∧ t ⊆ w
25 vex ⊢ u ∈ V
26 vex ⊢ v ∈ V
27 25 26 xpex ⊢ u × v ∈ V
28 27 rgen2w ⊢ ∀ u ∈ J ∀ v ∈ K u × v ∈ V
29 eqid ⊢ u ∈ J , v ∈ K ⟼ u × v = u ∈ J , v ∈ K ⟼ u × v
30 eleq2 ⊢ t = u × v → R S ∈ t ↔ R S ∈ u × v
31 sseq1 ⊢ t = u × v → t ⊆ w ↔ u × v ⊆ w
32 30 31 anbi12d ⊢ t = u × v → R S ∈ t ∧ t ⊆ w ↔ R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w
33 29 32 rexrnmpo ⊢ ∀ u ∈ J ∀ v ∈ K u × v ∈ V → ∃ t ∈ ran ⁡ u ∈ J , v ∈ K ⟼ u × v R S ∈ t ∧ t ⊆ w ↔ ∃ u ∈ J ∃ v ∈ K R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w
34 28 33 ax-mp ⊢ ∃ t ∈ ran ⁡ u ∈ J , v ∈ K ⟼ u × v R S ∈ t ∧ t ⊆ w ↔ ∃ u ∈ J ∃ v ∈ K R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w
35 24 34 sylib ⊢ φ ∧ w ∈ J × t K ∧ R S ∈ w → ∃ u ∈ J ∃ v ∈ K R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w
36 35 ex ⊢ φ → w ∈ J × t K ∧ R S ∈ w → ∃ u ∈ J ∃ v ∈ K R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w
37 r19.29 ⊢ ∀ u ∈ J ∀ v ∈ K R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v ∧ ∃ u ∈ J ∃ v ∈ K R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w → ∃ u ∈ J ∀ v ∈ K R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v ∧ ∃ v ∈ K R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w
38 r19.29 ⊢ ∀ v ∈ K R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v ∧ ∃ v ∈ K R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w → ∃ v ∈ K R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v ∧ R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w
39 simprl ⊢ φ ∧ u ∈ J ∧ v ∈ K ∧ R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w → R S ∈ u × v
40 opelxp ⊢ R S ∈ u × v ↔ R ∈ u ∧ S ∈ v
41 39 40 sylib ⊢ φ ∧ u ∈ J ∧ v ∈ K ∧ R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w → R ∈ u ∧ S ∈ v
42 pm2.27 ⊢ R ∈ u → R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u
43 pm2.27 ⊢ S ∈ v → S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
44 42 43 im2anan9 ⊢ R ∈ u ∧ S ∈ v → R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
45 41 44 syl ⊢ φ ∧ u ∈ J ∧ v ∈ K ∧ R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w → R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
46 1 rexanuz2 ⊢ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ G ⁡ k ∈ v ↔ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
47 1 uztrn2 ⊢ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → k ∈ Z
48 opelxpi ⊢ F ⁡ k ∈ u ∧ G ⁡ k ∈ v → F ⁡ k G ⁡ k ∈ u × v
49 fveq2 ⊢ n = k → F ⁡ n = F ⁡ k
50 fveq2 ⊢ n = k → G ⁡ n = G ⁡ k
51 49 50 opeq12d ⊢ n = k → F ⁡ n G ⁡ n = F ⁡ k G ⁡ k
52 opex ⊢ F ⁡ k G ⁡ k ∈ V
53 51 7 52 fvmpt ⊢ k ∈ Z → H ⁡ k = F ⁡ k G ⁡ k
54 53 eleq1d ⊢ k ∈ Z → H ⁡ k ∈ u × v ↔ F ⁡ k G ⁡ k ∈ u × v
55 48 54 imbitrrid ⊢ k ∈ Z → F ⁡ k ∈ u ∧ G ⁡ k ∈ v → H ⁡ k ∈ u × v
56 55 adantl ⊢ φ ∧ u ∈ J ∧ v ∈ K ∧ R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w ∧ k ∈ Z → F ⁡ k ∈ u ∧ G ⁡ k ∈ v → H ⁡ k ∈ u × v
57 simplrr ⊢ φ ∧ u ∈ J ∧ v ∈ K ∧ R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w ∧ k ∈ Z → u × v ⊆ w
58 57 sseld ⊢ φ ∧ u ∈ J ∧ v ∈ K ∧ R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w ∧ k ∈ Z → H ⁡ k ∈ u × v → H ⁡ k ∈ w
59 56 58 syld ⊢ φ ∧ u ∈ J ∧ v ∈ K ∧ R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w ∧ k ∈ Z → F ⁡ k ∈ u ∧ G ⁡ k ∈ v → H ⁡ k ∈ w
60 47 59 sylan2 ⊢ φ ∧ u ∈ J ∧ v ∈ K ∧ R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ k ∈ u ∧ G ⁡ k ∈ v → H ⁡ k ∈ w
61 60 anassrs ⊢ φ ∧ u ∈ J ∧ v ∈ K ∧ R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w ∧ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → F ⁡ k ∈ u ∧ G ⁡ k ∈ v → H ⁡ k ∈ w
62 61 ralimdva ⊢ φ ∧ u ∈ J ∧ v ∈ K ∧ R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w ∧ j ∈ Z → ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ G ⁡ k ∈ v → ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
63 62 reximdva ⊢ φ ∧ u ∈ J ∧ v ∈ K ∧ R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ G ⁡ k ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
64 46 63 biimtrrid ⊢ φ ∧ u ∈ J ∧ v ∈ K ∧ R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
65 45 64 syld ⊢ φ ∧ u ∈ J ∧ v ∈ K ∧ R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w → R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
66 65 ex ⊢ φ ∧ u ∈ J ∧ v ∈ K → R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w → R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
67 66 impcomd ⊢ φ ∧ u ∈ J ∧ v ∈ K → R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v ∧ R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
68 67 rexlimdva ⊢ φ ∧ u ∈ J → ∃ v ∈ K R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v ∧ R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
69 38 68 syl5 ⊢ φ ∧ u ∈ J → ∀ v ∈ K R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v ∧ ∃ v ∈ K R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
70 69 rexlimdva ⊢ φ → ∃ u ∈ J ∀ v ∈ K R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v ∧ ∃ v ∈ K R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
71 37 70 syl5 ⊢ φ → ∀ u ∈ J ∀ v ∈ K R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v ∧ ∃ u ∈ J ∃ v ∈ K R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
72 71 expcomd ⊢ φ → ∃ u ∈ J ∃ v ∈ K R S ∈ u × v ∧ u × v ⊆ w → ∀ u ∈ J ∀ v ∈ K R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
73 36 72 syld ⊢ φ → w ∈ J × t K ∧ R S ∈ w → ∀ u ∈ J ∀ v ∈ K R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
74 73 expdimp ⊢ φ ∧ w ∈ J × t K → R S ∈ w → ∀ u ∈ J ∀ v ∈ K R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
75 74 com23 ⊢ φ ∧ w ∈ J × t K → ∀ u ∈ J ∀ v ∈ K R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v → R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
76 75 ralrimdva ⊢ φ → ∀ u ∈ J ∀ v ∈ K R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v → ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
77 11 76 syl5 ⊢ φ → ∀ u ∈ J R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v → ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
78 77 adantr ⊢ φ ∧ R ∈ X ∧ S ∈ Y → ∀ u ∈ J R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v → ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
79 14 adantr ⊢ φ ∧ S ∈ Y ∧ u ∈ J → J ∈ Top
80 16 adantr ⊢ φ ∧ S ∈ Y ∧ u ∈ J → K ∈ Top
81 simprr ⊢ φ ∧ S ∈ Y ∧ u ∈ J → u ∈ J
82 toponmax ⊢ K ∈ TopOn ⁡ Y → Y ∈ K
83 4 82 syl ⊢ φ → Y ∈ K
84 83 adantr ⊢ φ ∧ S ∈ Y ∧ u ∈ J → Y ∈ K
85 txopn ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ u ∈ J ∧ Y ∈ K → u × Y ∈ J × t K
86 79 80 81 84 85 syl22anc ⊢ φ ∧ S ∈ Y ∧ u ∈ J → u × Y ∈ J × t K
87 eleq2 ⊢ w = u × Y → R S ∈ w ↔ R S ∈ u × Y
88 eleq2 ⊢ w = u × Y → H ⁡ k ∈ w ↔ H ⁡ k ∈ u × Y
89 88 rexralbidv ⊢ w = u × Y → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w ↔ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ u × Y
90 87 89 imbi12d ⊢ w = u × Y → R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w ↔ R S ∈ u × Y → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ u × Y
91 90 rspcv ⊢ u × Y ∈ J × t K → ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w → R S ∈ u × Y → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ u × Y
92 86 91 syl ⊢ φ ∧ S ∈ Y ∧ u ∈ J → ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w → R S ∈ u × Y → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ u × Y
93 simprl ⊢ φ ∧ S ∈ Y ∧ u ∈ J → S ∈ Y
94 opelxpi ⊢ R ∈ u ∧ S ∈ Y → R S ∈ u × Y
95 93 94 sylan2 ⊢ R ∈ u ∧ φ ∧ S ∈ Y ∧ u ∈ J → R S ∈ u × Y
96 95 expcom ⊢ φ ∧ S ∈ Y ∧ u ∈ J → R ∈ u → R S ∈ u × Y
97 53 eleq1d ⊢ k ∈ Z → H ⁡ k ∈ u × Y ↔ F ⁡ k G ⁡ k ∈ u × Y
98 opelxp1 ⊢ F ⁡ k G ⁡ k ∈ u × Y → F ⁡ k ∈ u
99 97 98 biimtrdi ⊢ k ∈ Z → H ⁡ k ∈ u × Y → F ⁡ k ∈ u
100 47 99 syl ⊢ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → H ⁡ k ∈ u × Y → F ⁡ k ∈ u
101 100 ralimdva ⊢ j ∈ Z → ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ u × Y → ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u
102 101 reximia ⊢ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ u × Y → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u
103 102 a1i ⊢ φ ∧ S ∈ Y ∧ u ∈ J → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ u × Y → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u
104 96 103 imim12d ⊢ φ ∧ S ∈ Y ∧ u ∈ J → R S ∈ u × Y → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ u × Y → R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u
105 92 104 syld ⊢ φ ∧ S ∈ Y ∧ u ∈ J → ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w → R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u
106 105 anassrs ⊢ φ ∧ S ∈ Y ∧ u ∈ J → ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w → R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u
107 106 ralrimdva ⊢ φ ∧ S ∈ Y → ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w → ∀ u ∈ J R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u
108 107 adantrl ⊢ φ ∧ R ∈ X ∧ S ∈ Y → ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w → ∀ u ∈ J R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u
109 14 adantr ⊢ φ ∧ R ∈ X ∧ v ∈ K → J ∈ Top
110 16 adantr ⊢ φ ∧ R ∈ X ∧ v ∈ K → K ∈ Top
111 toponmax ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X → X ∈ J
112 3 111 syl ⊢ φ → X ∈ J
113 112 adantr ⊢ φ ∧ R ∈ X ∧ v ∈ K → X ∈ J
114 simprr ⊢ φ ∧ R ∈ X ∧ v ∈ K → v ∈ K
115 txopn ⊢ J ∈ Top ∧ K ∈ Top ∧ X ∈ J ∧ v ∈ K → X × v ∈ J × t K
116 109 110 113 114 115 syl22anc ⊢ φ ∧ R ∈ X ∧ v ∈ K → X × v ∈ J × t K
117 eleq2 ⊢ w = X × v → R S ∈ w ↔ R S ∈ X × v
118 eleq2 ⊢ w = X × v → H ⁡ k ∈ w ↔ H ⁡ k ∈ X × v
119 118 rexralbidv ⊢ w = X × v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w ↔ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ X × v
120 117 119 imbi12d ⊢ w = X × v → R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w ↔ R S ∈ X × v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ X × v
121 120 rspcv ⊢ X × v ∈ J × t K → ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w → R S ∈ X × v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ X × v
122 116 121 syl ⊢ φ ∧ R ∈ X ∧ v ∈ K → ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w → R S ∈ X × v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ X × v
123 opelxpi ⊢ R ∈ X ∧ S ∈ v → R S ∈ X × v
124 123 ex ⊢ R ∈ X → S ∈ v → R S ∈ X × v
125 124 ad2antrl ⊢ φ ∧ R ∈ X ∧ v ∈ K → S ∈ v → R S ∈ X × v
126 53 eleq1d ⊢ k ∈ Z → H ⁡ k ∈ X × v ↔ F ⁡ k G ⁡ k ∈ X × v
127 opelxp2 ⊢ F ⁡ k G ⁡ k ∈ X × v → G ⁡ k ∈ v
128 126 127 biimtrdi ⊢ k ∈ Z → H ⁡ k ∈ X × v → G ⁡ k ∈ v
129 47 128 syl ⊢ j ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ j → H ⁡ k ∈ X × v → G ⁡ k ∈ v
130 129 ralimdva ⊢ j ∈ Z → ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ X × v → ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
131 130 reximia ⊢ ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ X × v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
132 131 a1i ⊢ φ ∧ R ∈ X ∧ v ∈ K → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ X × v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
133 125 132 imim12d ⊢ φ ∧ R ∈ X ∧ v ∈ K → R S ∈ X × v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ X × v → S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
134 122 133 syld ⊢ φ ∧ R ∈ X ∧ v ∈ K → ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w → S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
135 134 anassrs ⊢ φ ∧ R ∈ X ∧ v ∈ K → ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w → S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
136 135 ralrimdva ⊢ φ ∧ R ∈ X → ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w → ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
137 136 adantrr ⊢ φ ∧ R ∈ X ∧ S ∈ Y → ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w → ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
138 108 137 jcad ⊢ φ ∧ R ∈ X ∧ S ∈ Y → ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w → ∀ u ∈ J R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
139 78 138 impbid ⊢ φ ∧ R ∈ X ∧ S ∈ Y → ∀ u ∈ J R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v ↔ ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
140 139 pm5.32da ⊢ φ → R ∈ X ∧ S ∈ Y ∧ ∀ u ∈ J R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v ↔ R ∈ X ∧ S ∈ Y ∧ ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
141 opelxp ⊢ R S ∈ X × Y ↔ R ∈ X ∧ S ∈ Y
142 141 anbi1i ⊢ R S ∈ X × Y ∧ ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w ↔ R ∈ X ∧ S ∈ Y ∧ ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
143 140 142 bitr4di ⊢ φ → R ∈ X ∧ S ∈ Y ∧ ∀ u ∈ J R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v ↔ R S ∈ X × Y ∧ ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
144 eqidd ⊢ φ ∧ k ∈ Z → F ⁡ k = F ⁡ k
145 3 1 2 5 144 lmbrf ⊢ φ → F ⇝t ⁡ J R ↔ R ∈ X ∧ ∀ u ∈ J R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u
146 eqidd ⊢ φ ∧ k ∈ Z → G ⁡ k = G ⁡ k
147 4 1 2 6 146 lmbrf ⊢ φ → G ⇝t ⁡ K S ↔ S ∈ Y ∧ ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
148 145 147 anbi12d ⊢ φ → F ⇝t ⁡ J R ∧ G ⇝t ⁡ K S ↔ R ∈ X ∧ ∀ u ∈ J R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ Y ∧ ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
149 an4 ⊢ R ∈ X ∧ ∀ u ∈ J R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ S ∈ Y ∧ ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v ↔ R ∈ X ∧ S ∈ Y ∧ ∀ u ∈ J R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
150 148 149 bitrdi ⊢ φ → F ⇝t ⁡ J R ∧ G ⇝t ⁡ K S ↔ R ∈ X ∧ S ∈ Y ∧ ∀ u ∈ J R ∈ u → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j F ⁡ k ∈ u ∧ ∀ v ∈ K S ∈ v → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j G ⁡ k ∈ v
151 txtopon ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ K ∈ TopOn ⁡ Y → J × t K ∈ TopOn ⁡ X × Y
152 3 4 151 syl2anc ⊢ φ → J × t K ∈ TopOn ⁡ X × Y
153 5 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ n ∈ Z → F ⁡ n ∈ X
154 6 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ n ∈ Z → G ⁡ n ∈ Y
155 153 154 opelxpd ⊢ φ ∧ n ∈ Z → F ⁡ n G ⁡ n ∈ X × Y
156 155 7 fmptd ⊢ φ → H : Z ⟶ X × Y
157 eqidd ⊢ φ ∧ k ∈ Z → H ⁡ k = H ⁡ k
158 152 1 2 156 157 lmbrf ⊢ φ → H ⇝t ⁡ J × t K R S ↔ R S ∈ X × Y ∧ ∀ w ∈ J × t K R S ∈ w → ∃ j ∈ Z ∀ k ∈ ℤ ≥ j H ⁡ k ∈ w
159 143 150 158 3bitr4d ⊢ φ → F ⇝t ⁡ J R ∧ G ⇝t ⁡ K S ↔ H ⇝t ⁡ J × t K R S