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Theorem xkoccn

Description: The "constant function" function which maps x e. Y to the constant function z e. X |-> x is a continuous function from X into the space of continuous functions from Y to X . This can also be understood as the currying of the first projection function. (The currying of the second projection function is x e. Y |-> ( z e. X |-> z ) , which we already know is continuous because it is a constant function.) (Contributed by Mario Carneiro, 19-Mar-2015)

Ref Expression
Assertion xkoccn R TopOn X S TopOn Y x Y X × x S Cn S ^ ko R

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cnconst2 R TopOn X S TopOn Y x Y X × x R Cn S
2 1 3expa R TopOn X S TopOn Y x Y X × x R Cn S
3 2 fmpttd R TopOn X S TopOn Y x Y X × x : Y R Cn S
4 eqid R = R
5 eqid z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp = z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp
6 eqid k z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp , v S f R Cn S | f k v = k z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp , v S f R Cn S | f k v
7 4 5 6 xkobval ran k z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp , v S f R Cn S | f k v = y | k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp y = f R Cn S | f k v
8 7 abeq2i y ran k z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp , v S f R Cn S | f k v k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp y = f R Cn S | f k v
9 2 ad5ant15 R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k = x Y X × x R Cn S
10 simplr R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k = x Y k =
11 10 imaeq2d R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k = x Y X × x k = X × x
12 ima0 X × x =
13 0ss v
14 12 13 eqsstri X × x v
15 11 14 eqsstrdi R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k = x Y X × x k v
16 imaeq1 f = X × x f k = X × x k
17 16 sseq1d f = X × x f k v X × x k v
18 17 elrab X × x f R Cn S | f k v X × x R Cn S X × x k v
19 9 15 18 sylanbrc R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k = x Y X × x f R Cn S | f k v
20 19 ralrimiva R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k = x Y X × x f R Cn S | f k v
21 rabid2 Y = x Y | X × x f R Cn S | f k v x Y X × x f R Cn S | f k v
22 20 21 sylibr R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k = Y = x Y | X × x f R Cn S | f k v
23 simpllr R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp S TopOn Y
24 toponmax S TopOn Y Y S
25 23 24 syl R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp Y S
26 25 adantr R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k = Y S
27 22 26 eqeltrrd R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k = x Y | X × x f R Cn S | f k v S
28 ifnefalse k if k = Y v = v
29 28 ad2antlr R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y if k = Y v = v
30 29 eleq2d R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y x if k = Y v x v
31 vex x V
32 31 snss x v x v
33 30 32 bitrdi R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y x if k = Y v x v
34 df-ima X × x k = ran X × x k
35 simplrl R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k 𝒫 R
36 35 ad2antrr R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y k 𝒫 R
37 36 elpwid R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y k R
38 toponuni R TopOn X X = R
39 38 ad5antr R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y X = R
40 37 39 sseqtrrd R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y k X
41 xpssres k X X × x k = k × x
42 40 41 syl R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y X × x k = k × x
43 42 rneqd R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y ran X × x k = ran k × x
44 34 43 eqtrid R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y X × x k = ran k × x
45 rnxp k ran k × x = x
46 45 ad2antlr R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y ran k × x = x
47 44 46 eqtrd R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y X × x k = x
48 47 sseq1d R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y X × x k v x v
49 2 ad5ant15 R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y X × x R Cn S
50 49 biantrurd R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y X × x k v X × x R Cn S X × x k v
51 33 48 50 3bitr2d R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y x if k = Y v X × x R Cn S X × x k v
52 30 51 bitr3d R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y x v X × x R Cn S X × x k v
53 52 18 bitr4di R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y x v X × x f R Cn S | f k v
54 53 rabbi2dva R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k Y v = x Y | X × x f R Cn S | f k v
55 simplrr R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp v S
56 toponss S TopOn Y v S v Y
57 23 55 56 syl2anc R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp v Y
58 57 adantr R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k v Y
59 sseqin2 v Y Y v = v
60 58 59 sylib R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k Y v = v
61 54 60 eqtr3d R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y | X × x f R Cn S | f k v = v
62 55 adantr R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k v S
63 61 62 eqeltrd R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp k x Y | X × x f R Cn S | f k v S
64 27 63 pm2.61dane R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp x Y | X × x f R Cn S | f k v S
65 imaeq2 y = f R Cn S | f k v x Y X × x -1 y = x Y X × x -1 f R Cn S | f k v
66 eqid x Y X × x = x Y X × x
67 66 mptpreima x Y X × x -1 f R Cn S | f k v = x Y | X × x f R Cn S | f k v
68 65 67 eqtrdi y = f R Cn S | f k v x Y X × x -1 y = x Y | X × x f R Cn S | f k v
69 68 eleq1d y = f R Cn S | f k v x Y X × x -1 y S x Y | X × x f R Cn S | f k v S
70 64 69 syl5ibrcom R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp y = f R Cn S | f k v x Y X × x -1 y S
71 70 expimpd R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp y = f R Cn S | f k v x Y X × x -1 y S
72 71 rexlimdvva R TopOn X S TopOn Y k 𝒫 R v S R 𝑡 k Comp y = f R Cn S | f k v x Y X × x -1 y S
73 8 72 syl5bi R TopOn X S TopOn Y y ran k z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp , v S f R Cn S | f k v x Y X × x -1 y S
74 73 ralrimiv R TopOn X S TopOn Y y ran k z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp , v S f R Cn S | f k v x Y X × x -1 y S
75 simpr R TopOn X S TopOn Y S TopOn Y
76 ovex R Cn S V
77 76 pwex 𝒫 R Cn S V
78 4 5 6 xkotf k z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp , v S f R Cn S | f k v : z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp × S 𝒫 R Cn S
79 frn k z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp , v S f R Cn S | f k v : z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp × S 𝒫 R Cn S ran k z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp , v S f R Cn S | f k v 𝒫 R Cn S
80 78 79 ax-mp ran k z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp , v S f R Cn S | f k v 𝒫 R Cn S
81 77 80 ssexi ran k z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp , v S f R Cn S | f k v V
82 81 a1i R TopOn X S TopOn Y ran k z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp , v S f R Cn S | f k v V
83 topontop R TopOn X R Top
84 topontop S TopOn Y S Top
85 4 5 6 xkoval R Top S Top S ^ ko R = topGen fi ran k z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp , v S f R Cn S | f k v
86 83 84 85 syl2an R TopOn X S TopOn Y S ^ ko R = topGen fi ran k z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp , v S f R Cn S | f k v
87 eqid S ^ ko R = S ^ ko R
88 87 xkotopon R Top S Top S ^ ko R TopOn R Cn S
89 83 84 88 syl2an R TopOn X S TopOn Y S ^ ko R TopOn R Cn S
90 75 82 86 89 subbascn R TopOn X S TopOn Y x Y X × x S Cn S ^ ko R x Y X × x : Y R Cn S y ran k z 𝒫 R | R 𝑡 z Comp , v S f R Cn S | f k v x Y X × x -1 y S
91 3 74 90 mpbir2and R TopOn X S TopOn Y x Y X × x S Cn S ^ ko R