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Theorem fprodcnlem

Description: A finite product of functions to complex numbers from a common topological space is continuous. Induction step. (Contributed by Glauco Siliprandi, 8-Apr-2021) Avoid ax-mulf . (Revised by GG, 19-Apr-2025)

Ref Expression
Hypotheses fprodcnlem.1 ⊢ Ⅎ 𝑘 𝜑
fprodcnlem.k ⊢ 𝐾 = ( TopOpen ‘ ℂfld )
fprodcnlem.j ⊢ ( 𝜑 → 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
fprodcnlem.a ⊢ ( 𝜑 → 𝐴 ∈ Fin )
fprodcnlem.b ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴 ) → ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵 ) ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) )
fprodcnlem.z ⊢ ( 𝜑 → 𝑍 ⊆ 𝐴 )
fprodcnlem.w ⊢ ( 𝜑 → 𝑊 ∈ ( 𝐴 ∖ 𝑍 ) )
fprodcnlem.p ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ∏ 𝑘 ∈ 𝑍 𝐵 ) ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) )
Assertion fprodcnlem ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ∏ 𝑘 ∈ ( 𝑍 ∪ { 𝑊 } ) 𝐵 ) ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fprodcnlem.1 ⊢ Ⅎ 𝑘 𝜑
2 fprodcnlem.k ⊢ 𝐾 = ( TopOpen ‘ ℂfld )
3 fprodcnlem.j ⊢ ( 𝜑 → 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
4 fprodcnlem.a ⊢ ( 𝜑 → 𝐴 ∈ Fin )
5 fprodcnlem.b ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴 ) → ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵 ) ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) )
6 fprodcnlem.z ⊢ ( 𝜑 → 𝑍 ⊆ 𝐴 )
7 fprodcnlem.w ⊢ ( 𝜑 → 𝑊 ∈ ( 𝐴 ∖ 𝑍 ) )
8 fprodcnlem.p ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ∏ 𝑘 ∈ 𝑍 𝐵 ) ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) )
9 nfv ⊢ Ⅎ 𝑘 𝑥 ∈ 𝑋
10 1 9 nfan ⊢ Ⅎ 𝑘 ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 )
11 nfcsb1v ⊢ Ⅎ 𝑘 ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵
12 4 6 ssfid ⊢ ( 𝜑 → 𝑍 ∈ Fin )
13 12 adantr ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) → 𝑍 ∈ Fin )
14 7 adantr ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) → 𝑊 ∈ ( 𝐴 ∖ 𝑍 ) )
15 14 eldifbd ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) → ¬ 𝑊 ∈ 𝑍 )
16 6 sselda ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍 ) → 𝑘 ∈ 𝐴 )
17 16 adantlr ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝑍 ) → 𝑘 ∈ 𝐴 )
18 3 adantr ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴 ) → 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
19 2 cnfldtopon ⊢ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ ℂ )
20 19 a1i ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴 ) → 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ ℂ ) )
21 cnf2 ⊢ ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ ℂ ) ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵 ) ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ) → ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵 ) : 𝑋 ⟶ ℂ )
22 18 20 5 21 syl3anc ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴 ) → ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵 ) : 𝑋 ⟶ ℂ )
23 eqid ⊢ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵 ) = ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵 )
24 23 fmpt ⊢ ( ∀ 𝑥 ∈ 𝑋 𝐵 ∈ ℂ ↔ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵 ) : 𝑋 ⟶ ℂ )
25 22 24 sylibr ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴 ) → ∀ 𝑥 ∈ 𝑋 𝐵 ∈ ℂ )
26 25 adantlr ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝐴 ) → ∀ 𝑥 ∈ 𝑋 𝐵 ∈ ℂ )
27 simplr ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝐴 ) → 𝑥 ∈ 𝑋 )
28 rspa ⊢ ( ( ∀ 𝑥 ∈ 𝑋 𝐵 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) → 𝐵 ∈ ℂ )
29 26 27 28 syl2anc ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝐴 ) → 𝐵 ∈ ℂ )
30 17 29 syldan ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝑍 ) → 𝐵 ∈ ℂ )
31 csbeq1a ⊢ ( 𝑘 = 𝑊 → 𝐵 = ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 )
32 14 eldifad ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) → 𝑊 ∈ 𝐴 )
33 nfv ⊢ Ⅎ 𝑘 𝑊 ∈ 𝐴
34 10 33 nfan ⊢ Ⅎ 𝑘 ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) ∧ 𝑊 ∈ 𝐴 )
35 11 nfel1 ⊢ Ⅎ 𝑘 ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ∈ ℂ
36 34 35 nfim ⊢ Ⅎ 𝑘 ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) ∧ 𝑊 ∈ 𝐴 ) → ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ∈ ℂ )
37 eleq1 ⊢ ( 𝑘 = 𝑊 → ( 𝑘 ∈ 𝐴 ↔ 𝑊 ∈ 𝐴 ) )
38 37 anbi2d ⊢ ( 𝑘 = 𝑊 → ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝐴 ) ↔ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) ∧ 𝑊 ∈ 𝐴 ) ) )
39 31 eleq1d ⊢ ( 𝑘 = 𝑊 → ( 𝐵 ∈ ℂ ↔ ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ∈ ℂ ) )
40 38 39 imbi12d ⊢ ( 𝑘 = 𝑊 → ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝐴 ) → 𝐵 ∈ ℂ ) ↔ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) ∧ 𝑊 ∈ 𝐴 ) → ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ∈ ℂ ) ) )
41 36 40 29 vtoclg1f ⊢ ( 𝑊 ∈ 𝐴 → ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) ∧ 𝑊 ∈ 𝐴 ) → ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ∈ ℂ ) )
42 41 anabsi7 ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) ∧ 𝑊 ∈ 𝐴 ) → ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ∈ ℂ )
43 32 42 mpdan ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) → ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ∈ ℂ )
44 10 11 13 14 15 30 31 43 fprodsplitsn ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) → ∏ 𝑘 ∈ ( 𝑍 ∪ { 𝑊 } ) 𝐵 = ( ∏ 𝑘 ∈ 𝑍 𝐵 · ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ) )
45 44 mpteq2dva ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ∏ 𝑘 ∈ ( 𝑍 ∪ { 𝑊 } ) 𝐵 ) = ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ( ∏ 𝑘 ∈ 𝑍 𝐵 · ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ) ) )
46 7 eldifad ⊢ ( 𝜑 → 𝑊 ∈ 𝐴 )
47 1 33 nfan ⊢ Ⅎ 𝑘 ( 𝜑 ∧ 𝑊 ∈ 𝐴 )
48 nfcv ⊢ Ⅎ 𝑘 𝑋
49 48 11 nfmpt ⊢ Ⅎ 𝑘 ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 )
50 49 nfel1 ⊢ Ⅎ 𝑘 ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ) ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 )
51 47 50 nfim ⊢ Ⅎ 𝑘 ( ( 𝜑 ∧ 𝑊 ∈ 𝐴 ) → ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ) ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) )
52 37 anbi2d ⊢ ( 𝑘 = 𝑊 → ( ( 𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴 ) ↔ ( 𝜑 ∧ 𝑊 ∈ 𝐴 ) ) )
53 31 mpteq2dv ⊢ ( 𝑘 = 𝑊 → ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵 ) = ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ) )
54 53 eleq1d ⊢ ( 𝑘 = 𝑊 → ( ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵 ) ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ↔ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ) ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ) )
55 52 54 imbi12d ⊢ ( 𝑘 = 𝑊 → ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴 ) → ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ 𝐵 ) ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ) ↔ ( ( 𝜑 ∧ 𝑊 ∈ 𝐴 ) → ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ) ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ) ) )
56 51 55 5 vtoclg1f ⊢ ( 𝑊 ∈ 𝐴 → ( ( 𝜑 ∧ 𝑊 ∈ 𝐴 ) → ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ) ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ) )
57 56 anabsi7 ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑊 ∈ 𝐴 ) → ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ) ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) )
58 46 57 mpdan ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ) ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) )
59 19 a1i ⊢ ( 𝜑 → 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ ℂ ) )
60 2 mpomulcn ⊢ ( 𝑢 ∈ ℂ , 𝑣 ∈ ℂ ↦ ( 𝑢 · 𝑣 ) ) ∈ ( ( 𝐾 ×t 𝐾 ) Cn 𝐾 )
61 60 a1i ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑢 ∈ ℂ , 𝑣 ∈ ℂ ↦ ( 𝑢 · 𝑣 ) ) ∈ ( ( 𝐾 ×t 𝐾 ) Cn 𝐾 ) )
62 oveq12 ⊢ ( ( 𝑢 = ∏ 𝑘 ∈ 𝑍 𝐵 ∧ 𝑣 = ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ) → ( 𝑢 · 𝑣 ) = ( ∏ 𝑘 ∈ 𝑍 𝐵 · ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ) )
63 3 8 58 59 59 61 62 cnmpt12 ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ( ∏ 𝑘 ∈ 𝑍 𝐵 · ⦋ 𝑊 / 𝑘 ⦌ 𝐵 ) ) ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) )
64 45 63 eqeltrd ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ 𝑋 ↦ ∏ 𝑘 ∈ ( 𝑍 ∪ { 𝑊 } ) 𝐵 ) ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) )