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Theorem cnres2

Description: The restriction of a continuous function to a subset is continuous. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009) (Revised by Mario Carneiro, 15-Dec-2013)

Ref Expression
Hypotheses cnres2.1 ⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽
cnres2.2 ⊢ 𝑌 = ∪ 𝐾
Assertion cnres2 ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝐴 ⊆ 𝑋 ∧ 𝐵 ⊆ 𝑌 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) ) → ( 𝐹 ↾ 𝐴 ) ∈ ( ( 𝐽 ↾t 𝐴 ) Cn ( 𝐾 ↾t 𝐵 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cnres2.1 ⊢ 𝑋 = ∪ 𝐽
2 cnres2.2 ⊢ 𝑌 = ∪ 𝐾
3 simp3l ⊢ ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝐴 ⊆ 𝑋 ∧ 𝐵 ⊆ 𝑌 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) ) → 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) )
4 simp2l ⊢ ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝐴 ⊆ 𝑋 ∧ 𝐵 ⊆ 𝑌 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) ) → 𝐴 ⊆ 𝑋 )
5 1 cnrest ⊢ ( ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ∧ 𝐴 ⊆ 𝑋 ) → ( 𝐹 ↾ 𝐴 ) ∈ ( ( 𝐽 ↾t 𝐴 ) Cn 𝐾 ) )
6 3 4 5 syl2anc ⊢ ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝐴 ⊆ 𝑋 ∧ 𝐵 ⊆ 𝑌 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) ) → ( 𝐹 ↾ 𝐴 ) ∈ ( ( 𝐽 ↾t 𝐴 ) Cn 𝐾 ) )
7 simp1r ⊢ ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝐴 ⊆ 𝑋 ∧ 𝐵 ⊆ 𝑌 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) ) → 𝐾 ∈ Top )
8 2 toptopon ⊢ ( 𝐾 ∈ Top ↔ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) )
9 7 8 sylib ⊢ ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝐴 ⊆ 𝑋 ∧ 𝐵 ⊆ 𝑌 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) ) → 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) )
10 df-ima ⊢ ( 𝐹 “ 𝐴 ) = ran ( 𝐹 ↾ 𝐴 )
11 simp3r ⊢ ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝐴 ⊆ 𝑋 ∧ 𝐵 ⊆ 𝑌 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) ) → ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 )
12 1 2 cnf ⊢ ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) → 𝐹 : 𝑋 ⟶ 𝑌 )
13 ffun ⊢ ( 𝐹 : 𝑋 ⟶ 𝑌 → Fun 𝐹 )
14 3 12 13 3syl ⊢ ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝐴 ⊆ 𝑋 ∧ 𝐵 ⊆ 𝑌 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) ) → Fun 𝐹 )
15 fdm ⊢ ( 𝐹 : 𝑋 ⟶ 𝑌 → dom 𝐹 = 𝑋 )
16 3 12 15 3syl ⊢ ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝐴 ⊆ 𝑋 ∧ 𝐵 ⊆ 𝑌 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) ) → dom 𝐹 = 𝑋 )
17 4 16 sseqtrrd ⊢ ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝐴 ⊆ 𝑋 ∧ 𝐵 ⊆ 𝑌 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) ) → 𝐴 ⊆ dom 𝐹 )
18 funimass4 ⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ⊆ dom 𝐹 ) → ( ( 𝐹 “ 𝐴 ) ⊆ 𝐵 ↔ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) )
19 14 17 18 syl2anc ⊢ ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝐴 ⊆ 𝑋 ∧ 𝐵 ⊆ 𝑌 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) ) → ( ( 𝐹 “ 𝐴 ) ⊆ 𝐵 ↔ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) )
20 11 19 mpbird ⊢ ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝐴 ⊆ 𝑋 ∧ 𝐵 ⊆ 𝑌 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) ) → ( 𝐹 “ 𝐴 ) ⊆ 𝐵 )
21 10 20 eqsstrrid ⊢ ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝐴 ⊆ 𝑋 ∧ 𝐵 ⊆ 𝑌 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) ) → ran ( 𝐹 ↾ 𝐴 ) ⊆ 𝐵 )
22 simp2r ⊢ ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝐴 ⊆ 𝑋 ∧ 𝐵 ⊆ 𝑌 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) ) → 𝐵 ⊆ 𝑌 )
23 cnrest2 ⊢ ( ( 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ∧ ran ( 𝐹 ↾ 𝐴 ) ⊆ 𝐵 ∧ 𝐵 ⊆ 𝑌 ) → ( ( 𝐹 ↾ 𝐴 ) ∈ ( ( 𝐽 ↾t 𝐴 ) Cn 𝐾 ) ↔ ( 𝐹 ↾ 𝐴 ) ∈ ( ( 𝐽 ↾t 𝐴 ) Cn ( 𝐾 ↾t 𝐵 ) ) ) )
24 9 21 22 23 syl3anc ⊢ ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝐴 ⊆ 𝑋 ∧ 𝐵 ⊆ 𝑌 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) ) → ( ( 𝐹 ↾ 𝐴 ) ∈ ( ( 𝐽 ↾t 𝐴 ) Cn 𝐾 ) ↔ ( 𝐹 ↾ 𝐴 ) ∈ ( ( 𝐽 ↾t 𝐴 ) Cn ( 𝐾 ↾t 𝐵 ) ) ) )
25 6 24 mpbid ⊢ ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝐴 ⊆ 𝑋 ∧ 𝐵 ⊆ 𝑌 ) ∧ ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐵 ) ) → ( 𝐹 ↾ 𝐴 ) ∈ ( ( 𝐽 ↾t 𝐴 ) Cn ( 𝐾 ↾t 𝐵 ) ) )