Metamath Proof Explorer


Theorem txtube

Description: The "tube lemma". If X is compact and there is an open set U containing the line X X. { A } , then there is a "tube" X X. u for some neighborhood u of A which is entirely contained within U . (Contributed by Mario Carneiro, 21-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses txtube.x X=R
txtube.y Y=S
txtube.r φRComp
txtube.s φSTop
txtube.w φUR×tS
txtube.u φX×AU
txtube.a φAY
Assertion txtube φuSAuX×uU

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 txtube.x X=R
2 txtube.y Y=S
3 txtube.r φRComp
4 txtube.s φSTop
5 txtube.w φUR×tS
6 txtube.u φX×AU
7 txtube.a φAY
8 eleq1 y=xAyu×vxAu×v
9 8 anbi1d y=xAyu×vu×vUxAu×vu×vU
10 9 2rexbidv y=xAuRvSyu×vu×vUuRvSxAu×vu×vU
11 eltx RCompSTopUR×tSyUuRvSyu×vu×vU
12 3 4 11 syl2anc φUR×tSyUuRvSyu×vu×vU
13 5 12 mpbid φyUuRvSyu×vu×vU
14 13 adantr φxXyUuRvSyu×vu×vU
15 6 adantr φxXX×AU
16 id xXxX
17 snidg AYAA
18 7 17 syl φAA
19 opelxpi xXAAxAX×A
20 16 18 19 syl2anr φxXxAX×A
21 15 20 sseldd φxXxAU
22 10 14 21 rspcdva φxXuRvSxAu×vu×vU
23 opelxp xAu×vxuAv
24 23 anbi1i xAu×vu×vUxuAvu×vU
25 anass xuAvu×vUxuAvu×vU
26 24 25 bitri xAu×vu×vUxuAvu×vU
27 26 rexbii vSxAu×vu×vUvSxuAvu×vU
28 r19.42v vSxuAvu×vUxuvSAvu×vU
29 27 28 bitri vSxAu×vu×vUxuvSAvu×vU
30 29 rexbii uRvSxAu×vu×vUuRxuvSAvu×vU
31 22 30 sylib φxXuRxuvSAvu×vU
32 31 ralrimiva φxXuRxuvSAvu×vU
33 eleq2 v=fuAvAfu
34 xpeq2 v=fuu×v=u×fu
35 34 sseq1d v=fuu×vUu×fuU
36 33 35 anbi12d v=fuAvu×vUAfuu×fuU
37 1 36 cmpcovf RCompxXuRxuvSAvu×vUt𝒫RFinX=tff:tSutAfuu×fuU
38 3 32 37 syl2anc φt𝒫RFinX=tff:tSutAfuu×fuU
39 rint0 ranf=Yranf=Y
40 39 adantl φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUranf=Yranf=Y
41 2 topopn STopYS
42 4 41 syl φYS
43 42 ad3antrrr φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUranf=YS
44 40 43 eqeltrd φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUranf=YranfS
45 4 ad3antrrr φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUranfSTop
46 simprrl φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUf:tS
47 46 frnd φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUranfS
48 47 adantr φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUranfranfS
49 simpr φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUranfranf
50 simplr φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUt𝒫RFin
51 50 elin2d φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUtFin
52 46 ffnd φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUfFnt
53 dffn4 fFntf:tontoranf
54 52 53 sylib φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUf:tontoranf
55 fofi tFinf:tontoranfranfFin
56 51 54 55 syl2anc φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUranfFin
57 56 adantr φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUranfranfFin
58 fiinopn STopranfSranfranfFinranfS
59 58 imp STopranfSranfranfFinranfS
60 45 48 49 57 59 syl13anc φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUranfranfS
61 elssuni ranfSranfS
62 60 61 syl φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUranfranfS
63 62 2 sseqtrrdi φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUranfranfY
64 sseqin2 ranfYYranf=ranf
65 63 64 sylib φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUranfYranf=ranf
66 65 60 eqeltrd φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUranfYranfS
67 44 66 pm2.61dane φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUYranfS
68 7 ad2antrr φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUAY
69 simprrr φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUutAfuu×fuU
70 simpl Afuu×fuUAfu
71 70 ralimi utAfuu×fuUutAfu
72 69 71 syl φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUutAfu
73 eliin AYAutfuutAfu
74 68 73 syl φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUAutfuutAfu
75 72 74 mpbird φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUAutfu
76 fniinfv fFntutfu=ranf
77 52 76 syl φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUutfu=ranf
78 75 77 eleqtrd φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUAranf
79 68 78 elind φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUAYranf
80 simprl φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUX=t
81 uniiun t=utu
82 80 81 eqtrdi φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUX=utu
83 82 xpeq1d φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUX×Yranf=utu×Yranf
84 xpiundir utu×Yranf=utu×Yranf
85 83 84 eqtrdi φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUX×Yranf=utu×Yranf
86 simpr Afuu×fuUu×fuU
87 86 ralimi utAfuu×fuUutu×fuU
88 69 87 syl φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUutu×fuU
89 inss2 Yranfranf
90 76 adantr fFntututfu=ranf
91 iinss2 ututfufu
92 91 adantl fFntututfufu
93 90 92 eqsstrrd fFntutranffu
94 89 93 sstrid fFntutYranffu
95 xpss2 Yranffuu×Yranfu×fu
96 sstr2 u×Yranfu×fuu×fuUu×YranfU
97 94 95 96 3syl fFntutu×fuUu×YranfU
98 97 ralimdva fFntutu×fuUutu×YranfU
99 52 88 98 sylc φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUutu×YranfU
100 iunss utu×YranfUutu×YranfU
101 99 100 sylibr φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUutu×YranfU
102 85 101 eqsstrd φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUX×YranfU
103 eleq2 u=YranfAuAYranf
104 xpeq2 u=YranfX×u=X×Yranf
105 104 sseq1d u=YranfX×uUX×YranfU
106 103 105 anbi12d u=YranfAuX×uUAYranfX×YranfU
107 106 rspcev YranfSAYranfX×YranfUuSAuX×uU
108 67 79 102 107 syl12anc φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUuSAuX×uU
109 108 expr φt𝒫RFinX=tf:tSutAfuu×fuUuSAuX×uU
110 109 exlimdv φt𝒫RFinX=tff:tSutAfuu×fuUuSAuX×uU
111 110 expimpd φt𝒫RFinX=tff:tSutAfuu×fuUuSAuX×uU
112 111 rexlimdva φt𝒫RFinX=tff:tSutAfuu×fuUuSAuX×uU
113 38 112 mpd φuSAuX×uU