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Theorem isucn2

Description: The predicate " F is a uniformly continuous function from uniform space U to uniform space V ", expressed with filter bases for the entourages. (Contributed by Thierry Arnoux, 26-Jan-2018)

Ref Expression
Hypotheses isucn2.u 𝑈 = ( ( 𝑋 × 𝑋 ) filGen 𝑅 )
isucn2.v 𝑉 = ( ( 𝑌 × 𝑌 ) filGen 𝑆 )
isucn2.1 ( 𝜑𝑈 ∈ ( UnifOn ‘ 𝑋 ) )
isucn2.2 ( 𝜑𝑉 ∈ ( UnifOn ‘ 𝑌 ) )
isucn2.3 ( 𝜑𝑅 ∈ ( fBas ‘ ( 𝑋 × 𝑋 ) ) )
isucn2.4 ( 𝜑𝑆 ∈ ( fBas ‘ ( 𝑌 × 𝑌 ) ) )
Assertion isucn2 ( 𝜑 → ( 𝐹 ∈ ( 𝑈 Cnu 𝑉 ) ↔ ( 𝐹 : 𝑋𝑌 ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑟𝑅𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isucn2.u 𝑈 = ( ( 𝑋 × 𝑋 ) filGen 𝑅 )
2 isucn2.v 𝑉 = ( ( 𝑌 × 𝑌 ) filGen 𝑆 )
3 isucn2.1 ( 𝜑𝑈 ∈ ( UnifOn ‘ 𝑋 ) )
4 isucn2.2 ( 𝜑𝑉 ∈ ( UnifOn ‘ 𝑌 ) )
5 isucn2.3 ( 𝜑𝑅 ∈ ( fBas ‘ ( 𝑋 × 𝑋 ) ) )
6 isucn2.4 ( 𝜑𝑆 ∈ ( fBas ‘ ( 𝑌 × 𝑌 ) ) )
7 isucn ( ( 𝑈 ∈ ( UnifOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑉 ∈ ( UnifOn ‘ 𝑌 ) ) → ( 𝐹 ∈ ( 𝑈 Cnu 𝑉 ) ↔ ( 𝐹 : 𝑋𝑌 ∧ ∀ 𝑣𝑉𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ) )
8 3 4 7 syl2anc ( 𝜑 → ( 𝐹 ∈ ( 𝑈 Cnu 𝑉 ) ↔ ( 𝐹 : 𝑋𝑌 ∧ ∀ 𝑣𝑉𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ) )
9 breq ( 𝑣 = 𝑠 → ( ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ↔ ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) )
10 9 imbi2d ( 𝑣 = 𝑠 → ( ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ↔ ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
11 10 ralbidv ( 𝑣 = 𝑠 → ( ∀ 𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ↔ ∀ 𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
12 11 rexralbidv ( 𝑣 = 𝑠 → ( ∃ 𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ↔ ∃ 𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
13 simplr ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑣𝑉𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ∧ 𝑠𝑆 ) → ∀ 𝑣𝑉𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) )
14 ssfg ( 𝑆 ∈ ( fBas ‘ ( 𝑌 × 𝑌 ) ) → 𝑆 ⊆ ( ( 𝑌 × 𝑌 ) filGen 𝑆 ) )
15 6 14 syl ( 𝜑𝑆 ⊆ ( ( 𝑌 × 𝑌 ) filGen 𝑆 ) )
16 15 2 sseqtrrdi ( 𝜑𝑆𝑉 )
17 16 adantr ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) → 𝑆𝑉 )
18 17 adantr ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑣𝑉𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ) → 𝑆𝑉 )
19 18 sselda ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑣𝑉𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ∧ 𝑠𝑆 ) → 𝑠𝑉 )
20 12 13 19 rspcdva ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑣𝑉𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ∧ 𝑠𝑆 ) → ∃ 𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) )
21 simpr ( ( 𝜑𝑢𝑈 ) → 𝑢𝑈 )
22 21 1 eleqtrdi ( ( 𝜑𝑢𝑈 ) → 𝑢 ∈ ( ( 𝑋 × 𝑋 ) filGen 𝑅 ) )
23 elfg ( 𝑅 ∈ ( fBas ‘ ( 𝑋 × 𝑋 ) ) → ( 𝑢 ∈ ( ( 𝑋 × 𝑋 ) filGen 𝑅 ) ↔ ( 𝑢 ⊆ ( 𝑋 × 𝑋 ) ∧ ∃ 𝑟𝑅 𝑟𝑢 ) ) )
24 5 23 syl ( 𝜑 → ( 𝑢 ∈ ( ( 𝑋 × 𝑋 ) filGen 𝑅 ) ↔ ( 𝑢 ⊆ ( 𝑋 × 𝑋 ) ∧ ∃ 𝑟𝑅 𝑟𝑢 ) ) )
25 24 simplbda ( ( 𝜑𝑢 ∈ ( ( 𝑋 × 𝑋 ) filGen 𝑅 ) ) → ∃ 𝑟𝑅 𝑟𝑢 )
26 22 25 syldan ( ( 𝜑𝑢𝑈 ) → ∃ 𝑟𝑅 𝑟𝑢 )
27 ssbr ( 𝑟𝑢 → ( 𝑥 𝑟 𝑦𝑥 𝑢 𝑦 ) )
28 27 imim1d ( 𝑟𝑢 → ( ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
29 28 adantl ( ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) ∧ 𝑟𝑢 ) → ( ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
30 29 ralrimivw ( ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) ∧ 𝑟𝑢 ) → ∀ 𝑦𝑋 ( ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
31 30 ralrimivw ( ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) ∧ 𝑟𝑢 ) → ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
32 ralim ( ∀ 𝑦𝑋 ( ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) → ( ∀ 𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∀ 𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
33 32 ralimi ( ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) → ∀ 𝑥𝑋 ( ∀ 𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∀ 𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
34 ralim ( ∀ 𝑥𝑋 ( ∀ 𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∀ 𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) → ( ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
35 31 33 34 3syl ( ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) ∧ 𝑟𝑢 ) → ( ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
36 35 ex ( ( 𝜑𝑟𝑅 ) → ( 𝑟𝑢 → ( ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ) )
37 36 reximdva ( 𝜑 → ( ∃ 𝑟𝑅 𝑟𝑢 → ∃ 𝑟𝑅 ( ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ) )
38 37 adantr ( ( 𝜑𝑢𝑈 ) → ( ∃ 𝑟𝑅 𝑟𝑢 → ∃ 𝑟𝑅 ( ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ) )
39 26 38 mpd ( ( 𝜑𝑢𝑈 ) → ∃ 𝑟𝑅 ( ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
40 r19.37v ( ∃ 𝑟𝑅 ( ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) → ( ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∃ 𝑟𝑅𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
41 39 40 syl ( ( 𝜑𝑢𝑈 ) → ( ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∃ 𝑟𝑅𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
42 41 rexlimdva ( 𝜑 → ( ∃ 𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∃ 𝑟𝑅𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
43 42 ad3antrrr ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑣𝑉𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ∧ 𝑠𝑆 ) → ( ∃ 𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∃ 𝑟𝑅𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
44 20 43 mpd ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑣𝑉𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ∧ 𝑠𝑆 ) → ∃ 𝑟𝑅𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) )
45 44 ralrimiva ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑣𝑉𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ) → ∀ 𝑠𝑆𝑟𝑅𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) )
46 ssfg ( 𝑅 ∈ ( fBas ‘ ( 𝑋 × 𝑋 ) ) → 𝑅 ⊆ ( ( 𝑋 × 𝑋 ) filGen 𝑅 ) )
47 5 46 syl ( 𝜑𝑅 ⊆ ( ( 𝑋 × 𝑋 ) filGen 𝑅 ) )
48 47 1 sseqtrrdi ( 𝜑𝑅𝑈 )
49 ssrexv ( 𝑅𝑈 → ( ∃ 𝑟𝑅𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∃ 𝑟𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
50 breq ( 𝑟 = 𝑢 → ( 𝑥 𝑟 𝑦𝑥 𝑢 𝑦 ) )
51 50 imbi1d ( 𝑟 = 𝑢 → ( ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ↔ ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
52 51 2ralbidv ( 𝑟 = 𝑢 → ( ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ↔ ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
53 52 cbvrexvw ( ∃ 𝑟𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ↔ ∃ 𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) )
54 49 53 syl6ib ( 𝑅𝑈 → ( ∃ 𝑟𝑅𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∃ 𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
55 48 54 syl ( 𝜑 → ( ∃ 𝑟𝑅𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∃ 𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
56 55 ralimdv ( 𝜑 → ( ∀ 𝑠𝑆𝑟𝑅𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
57 56 adantr ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) → ( ∀ 𝑠𝑆𝑟𝑅𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
58 nfv 𝑠 ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 )
59 nfra1 𝑠𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) )
60 58 59 nfan 𝑠 ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) )
61 nfv 𝑠 𝑣𝑉
62 60 61 nfan 𝑠 ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ∧ 𝑣𝑉 )
63 rspa ( ( ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ∧ 𝑠𝑆 ) → ∃ 𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) )
64 63 ad5ant24 ( ( ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ∧ 𝑣𝑉 ) ∧ 𝑠𝑆 ) ∧ 𝑠𝑣 ) → ∃ 𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) )
65 simp-4l ( ( ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ∧ 𝑣𝑉 ) ∧ 𝑠𝑆 ) ∧ 𝑠𝑣 ) → ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) )
66 simplr ( ( ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ∧ 𝑣𝑉 ) ∧ 𝑠𝑆 ) ∧ 𝑠𝑣 ) → 𝑠𝑆 )
67 simpr ( ( ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ∧ 𝑣𝑉 ) ∧ 𝑠𝑆 ) ∧ 𝑠𝑣 ) → 𝑠𝑣 )
68 ssbr ( 𝑠𝑣 → ( ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) )
69 68 adantl ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ 𝑠𝑆 ) ∧ 𝑠𝑣 ) → ( ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) )
70 69 imim2d ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ 𝑠𝑆 ) ∧ 𝑠𝑣 ) → ( ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
71 70 ralimdv ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ 𝑠𝑆 ) ∧ 𝑠𝑣 ) → ( ∀ 𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∀ 𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
72 71 ralimdv ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ 𝑠𝑆 ) ∧ 𝑠𝑣 ) → ( ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∀ 𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
73 72 reximdv ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ 𝑠𝑆 ) ∧ 𝑠𝑣 ) → ( ∃ 𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∃ 𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
74 65 66 67 73 syl21anc ( ( ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ∧ 𝑣𝑉 ) ∧ 𝑠𝑆 ) ∧ 𝑠𝑣 ) → ( ∃ 𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∃ 𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
75 64 74 mpd ( ( ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ∧ 𝑣𝑉 ) ∧ 𝑠𝑆 ) ∧ 𝑠𝑣 ) → ∃ 𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) )
76 6 ad3antrrr ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ∧ 𝑣𝑉 ) → 𝑆 ∈ ( fBas ‘ ( 𝑌 × 𝑌 ) ) )
77 simpr ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ∧ 𝑣𝑉 ) → 𝑣𝑉 )
78 77 2 eleqtrdi ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ∧ 𝑣𝑉 ) → 𝑣 ∈ ( ( 𝑌 × 𝑌 ) filGen 𝑆 ) )
79 elfg ( 𝑆 ∈ ( fBas ‘ ( 𝑌 × 𝑌 ) ) → ( 𝑣 ∈ ( ( 𝑌 × 𝑌 ) filGen 𝑆 ) ↔ ( 𝑣 ⊆ ( 𝑌 × 𝑌 ) ∧ ∃ 𝑠𝑆 𝑠𝑣 ) ) )
80 79 simplbda ( ( 𝑆 ∈ ( fBas ‘ ( 𝑌 × 𝑌 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( ( 𝑌 × 𝑌 ) filGen 𝑆 ) ) → ∃ 𝑠𝑆 𝑠𝑣 )
81 76 78 80 syl2anc ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ∧ 𝑣𝑉 ) → ∃ 𝑠𝑆 𝑠𝑣 )
82 62 75 81 r19.29af ( ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ∧ 𝑣𝑉 ) → ∃ 𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) )
83 82 ralrimiva ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) → ∀ 𝑣𝑉𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) )
84 83 ex ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) → ( ∀ 𝑠𝑆𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∀ 𝑣𝑉𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
85 57 84 syld ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) → ( ∀ 𝑠𝑆𝑟𝑅𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) → ∀ 𝑣𝑉𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
86 85 imp ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑟𝑅𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) → ∀ 𝑣𝑉𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) )
87 45 86 impbida ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) → ( ∀ 𝑣𝑉𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ↔ ∀ 𝑠𝑆𝑟𝑅𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) )
88 87 pm5.32da ( 𝜑 → ( ( 𝐹 : 𝑋𝑌 ∧ ∀ 𝑣𝑉𝑢𝑈𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑢 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑣 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ↔ ( 𝐹 : 𝑋𝑌 ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑟𝑅𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ) )
89 8 88 bitrd ( 𝜑 → ( 𝐹 ∈ ( 𝑈 Cnu 𝑉 ) ↔ ( 𝐹 : 𝑋𝑌 ∧ ∀ 𝑠𝑆𝑟𝑅𝑥𝑋𝑦𝑋 ( 𝑥 𝑟 𝑦 → ( 𝐹𝑥 ) 𝑠 ( 𝐹𝑦 ) ) ) ) )