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Theorem xkohaus

Description: If the codomain space is Hausdorff, then the compact-open topology of continuous functions is also Hausdorff. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Mar-2015)

Ref Expression
Assertion xkohaus RTopSHausS^koRHaus

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 haustop SHausSTop
2 xkotop RTopSTopS^koRTop
3 1 2 sylan2 RTopSHausS^koRTop
4 eqid S^koR=S^koR
5 4 xkouni RTopSTopRCnS=S^koR
6 1 5 sylan2 RTopSHausRCnS=S^koR
7 6 eleq2d RTopSHausfRCnSfS^koR
8 6 eleq2d RTopSHausgRCnSgS^koR
9 7 8 anbi12d RTopSHausfRCnSgRCnSfS^koRgS^koR
10 simprl RTopSHausfRCnSgRCnSfRCnS
11 eqid R=R
12 eqid S=S
13 11 12 cnf fRCnSf:RS
14 10 13 syl RTopSHausfRCnSgRCnSf:RS
15 14 ffnd RTopSHausfRCnSgRCnSfFnR
16 simprr RTopSHausfRCnSgRCnSgRCnS
17 11 12 cnf gRCnSg:RS
18 16 17 syl RTopSHausfRCnSgRCnSg:RS
19 18 ffnd RTopSHausfRCnSgRCnSgFnR
20 eqfnfv fFnRgFnRf=gxRfx=gx
21 15 19 20 syl2anc RTopSHausfRCnSgRCnSf=gxRfx=gx
22 21 necon3abid RTopSHausfRCnSgRCnSfg¬xRfx=gx
23 rexnal xR¬fx=gx¬xRfx=gx
24 df-ne fxgx¬fx=gx
25 simpllr RTopSHausfRCnSgRCnSxRfxgxSHaus
26 14 adantr RTopSHausfRCnSgRCnSxRfxgxf:RS
27 simprl RTopSHausfRCnSgRCnSxRfxgxxR
28 26 27 ffvelcdmd RTopSHausfRCnSgRCnSxRfxgxfxS
29 18 adantr RTopSHausfRCnSgRCnSxRfxgxg:RS
30 29 27 ffvelcdmd RTopSHausfRCnSgRCnSxRfxgxgxS
31 simprr RTopSHausfRCnSgRCnSxRfxgxfxgx
32 12 hausnei SHausfxSgxSfxgxaSbSfxagxbab=
33 25 28 30 31 32 syl13anc RTopSHausfRCnSgRCnSxRfxgxaSbSfxagxbab=
34 33 expr RTopSHausfRCnSgRCnSxRfxgxaSbSfxagxbab=
35 24 34 biimtrrid RTopSHausfRCnSgRCnSxR¬fx=gxaSbSfxagxbab=
36 simp-4l RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=RTop
37 1 ad4antlr RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=STop
38 simplr RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=xR
39 38 snssd RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=xR
40 toptopon2 RTopRTopOnR
41 36 40 sylib RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=RTopOnR
42 restsn2 RTopOnRxRR𝑡x=𝒫x
43 41 38 42 syl2anc RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=R𝑡x=𝒫x
44 snfi xFin
45 discmp xFin𝒫xComp
46 44 45 mpbi 𝒫xComp
47 43 46 eqeltrdi RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=R𝑡xComp
48 simprll RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=aS
49 11 36 37 39 47 48 xkoopn RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=hRCnS|hxaS^koR
50 simprlr RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=bS
51 11 36 37 39 47 50 xkoopn RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=hRCnS|hxbS^koR
52 imaeq1 h=fhx=fx
53 52 sseq1d h=fhxafxa
54 10 ad2antrr RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=fRCnS
55 15 ad2antrr RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=fFnR
56 fnsnfv fFnRxRfx=fx
57 55 38 56 syl2anc RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=fx=fx
58 simprr1 RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=fxa
59 58 snssd RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=fxa
60 57 59 eqsstrrd RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=fxa
61 53 54 60 elrabd RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=fhRCnS|hxa
62 imaeq1 h=ghx=gx
63 62 sseq1d h=ghxbgxb
64 16 ad2antrr RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=gRCnS
65 19 ad2antrr RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=gFnR
66 fnsnfv gFnRxRgx=gx
67 65 38 66 syl2anc RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=gx=gx
68 simprr2 RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=gxb
69 68 snssd RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=gxb
70 67 69 eqsstrrd RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=gxb
71 63 64 70 elrabd RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=ghRCnS|hxb
72 inrab hRCnS|hxahRCnS|hxb=hRCnS|hxahxb
73 simpllr RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=hRCnSxR
74 11 12 cnf hRCnSh:RS
75 74 fdmd hRCnSdomh=R
76 75 adantl RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=hRCnSdomh=R
77 73 76 eleqtrrd RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=hRCnSxdomh
78 simprr3 RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=ab=
79 78 adantr RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=hRCnSab=
80 sseq0 hxabab=hx=
81 80 expcom ab=hxabhx=
82 79 81 syl RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=hRCnShxabhx=
83 imadisj hx=domhx=
84 disjsn domhx=¬xdomh
85 83 84 bitri hx=¬xdomh
86 82 85 imbitrdi RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=hRCnShxab¬xdomh
87 77 86 mt2d RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=hRCnS¬hxab
88 ssin hxahxbhxab
89 87 88 sylnibr RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=hRCnS¬hxahxb
90 89 ralrimiva RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=hRCnS¬hxahxb
91 rabeq0 hRCnS|hxahxb=hRCnS¬hxahxb
92 90 91 sylibr RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=hRCnS|hxahxb=
93 72 92 eqtrid RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=hRCnS|hxahRCnS|hxb=
94 eleq2 u=hRCnS|hxafufhRCnS|hxa
95 ineq1 u=hRCnS|hxauv=hRCnS|hxav
96 95 eqeq1d u=hRCnS|hxauv=hRCnS|hxav=
97 94 96 3anbi13d u=hRCnS|hxafugvuv=fhRCnS|hxagvhRCnS|hxav=
98 eleq2 v=hRCnS|hxbgvghRCnS|hxb
99 ineq2 v=hRCnS|hxbhRCnS|hxav=hRCnS|hxahRCnS|hxb
100 99 eqeq1d v=hRCnS|hxbhRCnS|hxav=hRCnS|hxahRCnS|hxb=
101 98 100 3anbi23d v=hRCnS|hxbfhRCnS|hxagvhRCnS|hxav=fhRCnS|hxaghRCnS|hxbhRCnS|hxahRCnS|hxb=
102 97 101 rspc2ev hRCnS|hxaS^koRhRCnS|hxbS^koRfhRCnS|hxaghRCnS|hxbhRCnS|hxahRCnS|hxb=uS^koRvS^koRfugvuv=
103 49 51 61 71 93 102 syl113anc RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=uS^koRvS^koRfugvuv=
104 103 expr RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=uS^koRvS^koRfugvuv=
105 104 rexlimdvva RTopSHausfRCnSgRCnSxRaSbSfxagxbab=uS^koRvS^koRfugvuv=
106 35 105 syld RTopSHausfRCnSgRCnSxR¬fx=gxuS^koRvS^koRfugvuv=
107 106 rexlimdva RTopSHausfRCnSgRCnSxR¬fx=gxuS^koRvS^koRfugvuv=
108 23 107 biimtrrid RTopSHausfRCnSgRCnS¬xRfx=gxuS^koRvS^koRfugvuv=
109 22 108 sylbid RTopSHausfRCnSgRCnSfguS^koRvS^koRfugvuv=
110 109 ex RTopSHausfRCnSgRCnSfguS^koRvS^koRfugvuv=
111 9 110 sylbird RTopSHausfS^koRgS^koRfguS^koRvS^koRfugvuv=
112 111 ralrimivv RTopSHausfS^koRgS^koRfguS^koRvS^koRfugvuv=
113 eqid S^koR=S^koR
114 113 ishaus S^koRHausS^koRTopfS^koRgS^koRfguS^koRvS^koRfugvuv=
115 3 112 114 sylanbrc RTopSHausS^koRHaus