Metamath Proof Explorer


Theorem cnmpt1vsca

Description: Continuity of scalar multiplication; analogue of cnmpt12f which cannot be used directly because .s is not a function. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Oct-2015)

Ref Expression
Hypotheses tlmtrg.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
cnmpt1vsca.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
cnmpt1vsca.j โŠข ๐ฝ = ( TopOpen โ€˜ ๐‘Š )
cnmpt1vsca.k โŠข ๐พ = ( TopOpen โ€˜ ๐น )
cnmpt1vsca.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ TopMod )
cnmpt1vsca.l โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ฟ โˆˆ ( TopOn โ€˜ ๐‘‹ ) )
cnmpt1vsca.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ๐ด ) โˆˆ ( ๐ฟ Cn ๐พ ) )
cnmpt1vsca.b โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ๐ต ) โˆˆ ( ๐ฟ Cn ๐ฝ ) )
Assertion cnmpt1vsca ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ด ยท ๐ต ) ) โˆˆ ( ๐ฟ Cn ๐ฝ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 tlmtrg.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
2 cnmpt1vsca.t โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
3 cnmpt1vsca.j โŠข ๐ฝ = ( TopOpen โ€˜ ๐‘Š )
4 cnmpt1vsca.k โŠข ๐พ = ( TopOpen โ€˜ ๐น )
5 cnmpt1vsca.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ TopMod )
6 cnmpt1vsca.l โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ฟ โˆˆ ( TopOn โ€˜ ๐‘‹ ) )
7 cnmpt1vsca.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ๐ด ) โˆˆ ( ๐ฟ Cn ๐พ ) )
8 cnmpt1vsca.b โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ๐ต ) โˆˆ ( ๐ฟ Cn ๐ฝ ) )
9 1 tlmscatps โŠข ( ๐‘Š โˆˆ TopMod โ†’ ๐น โˆˆ TopSp )
10 5 9 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ TopSp )
11 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐น ) = ( Base โ€˜ ๐น )
12 11 4 istps โŠข ( ๐น โˆˆ TopSp โ†” ๐พ โˆˆ ( TopOn โ€˜ ( Base โ€˜ ๐น ) ) )
13 10 12 sylib โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐พ โˆˆ ( TopOn โ€˜ ( Base โ€˜ ๐น ) ) )
14 cnf2 โŠข ( ( ๐ฟ โˆˆ ( TopOn โ€˜ ๐‘‹ ) โˆง ๐พ โˆˆ ( TopOn โ€˜ ( Base โ€˜ ๐น ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ๐ด ) โˆˆ ( ๐ฟ Cn ๐พ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ๐ด ) : ๐‘‹ โŸถ ( Base โ€˜ ๐น ) )
15 6 13 7 14 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ๐ด ) : ๐‘‹ โŸถ ( Base โ€˜ ๐น ) )
16 15 fvmptelcdm โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐ด โˆˆ ( Base โ€˜ ๐น ) )
17 tlmtps โŠข ( ๐‘Š โˆˆ TopMod โ†’ ๐‘Š โˆˆ TopSp )
18 5 17 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ TopSp )
19 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘Š ) = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
20 19 3 istps โŠข ( ๐‘Š โˆˆ TopSp โ†” ๐ฝ โˆˆ ( TopOn โ€˜ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) )
21 18 20 sylib โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ฝ โˆˆ ( TopOn โ€˜ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) )
22 cnf2 โŠข ( ( ๐ฟ โˆˆ ( TopOn โ€˜ ๐‘‹ ) โˆง ๐ฝ โˆˆ ( TopOn โ€˜ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ๐ต ) โˆˆ ( ๐ฟ Cn ๐ฝ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ๐ต ) : ๐‘‹ โŸถ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
23 6 21 8 22 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ๐ต ) : ๐‘‹ โŸถ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
24 23 fvmptelcdm โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐ต โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
25 eqid โŠข ( ยทsf โ€˜ ๐‘Š ) = ( ยทsf โ€˜ ๐‘Š )
26 19 1 11 25 2 scafval โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( Base โ€˜ ๐น ) โˆง ๐ต โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†’ ( ๐ด ( ยทsf โ€˜ ๐‘Š ) ๐ต ) = ( ๐ด ยท ๐ต ) )
27 16 24 26 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ด ( ยทsf โ€˜ ๐‘Š ) ๐ต ) = ( ๐ด ยท ๐ต ) )
28 27 mpteq2dva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ด ( ยทsf โ€˜ ๐‘Š ) ๐ต ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ด ยท ๐ต ) ) )
29 25 3 1 4 vscacn โŠข ( ๐‘Š โˆˆ TopMod โ†’ ( ยทsf โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ ( ( ๐พ ร—t ๐ฝ ) Cn ๐ฝ ) )
30 5 29 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ยทsf โ€˜ ๐‘Š ) โˆˆ ( ( ๐พ ร—t ๐ฝ ) Cn ๐ฝ ) )
31 6 7 8 30 cnmpt12f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ด ( ยทsf โ€˜ ๐‘Š ) ๐ต ) ) โˆˆ ( ๐ฟ Cn ๐ฝ ) )
32 28 31 eqeltrrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ด ยท ๐ต ) ) โˆˆ ( ๐ฟ Cn ๐ฝ ) )