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Theorem subbascn

Description: The continuity predicate when the range is given by a subbasis for a topology. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Feb-2015) (Revised by Mario Carneiro, 22-Aug-2015)

Ref Expression
Hypotheses subbascn.1 ( 𝜑𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
subbascn.2 ( 𝜑𝐵𝑉 )
subbascn.3 ( 𝜑𝐾 = ( topGen ‘ ( fi ‘ 𝐵 ) ) )
subbascn.4 ( 𝜑𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) )
Assertion subbascn ( 𝜑 → ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ↔ ( 𝐹 : 𝑋𝑌 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 subbascn.1 ( 𝜑𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
2 subbascn.2 ( 𝜑𝐵𝑉 )
3 subbascn.3 ( 𝜑𝐾 = ( topGen ‘ ( fi ‘ 𝐵 ) ) )
4 subbascn.4 ( 𝜑𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) )
5 1 3 4 tgcn ( 𝜑 → ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ↔ ( 𝐹 : 𝑋𝑌 ∧ ∀ 𝑦 ∈ ( fi ‘ 𝐵 ) ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) )
6 2 adantr ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) → 𝐵𝑉 )
7 ssfii ( 𝐵𝑉𝐵 ⊆ ( fi ‘ 𝐵 ) )
8 ssralv ( 𝐵 ⊆ ( fi ‘ 𝐵 ) → ( ∀ 𝑦 ∈ ( fi ‘ 𝐵 ) ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 → ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) )
9 6 7 8 3syl ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) → ( ∀ 𝑦 ∈ ( fi ‘ 𝐵 ) ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 → ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) )
10 vex 𝑥 ∈ V
11 elfi ( ( 𝑥 ∈ V ∧ 𝐵𝑉 ) → ( 𝑥 ∈ ( fi ‘ 𝐵 ) ↔ ∃ 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) 𝑥 = 𝑧 ) )
12 10 6 11 sylancr ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) → ( 𝑥 ∈ ( fi ‘ 𝐵 ) ↔ ∃ 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) 𝑥 = 𝑧 ) )
13 simpr2 ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) ∧ 𝑥 = 𝑧 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) → 𝑥 = 𝑧 )
14 13 imaeq2d ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) ∧ 𝑥 = 𝑧 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) → ( 𝐹𝑥 ) = ( 𝐹 𝑧 ) )
15 ffun ( 𝐹 : 𝑋𝑌 → Fun 𝐹 )
16 15 ad2antlr ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) ∧ 𝑥 = 𝑧 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) → Fun 𝐹 )
17 13 10 eqeltrrdi ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) ∧ 𝑥 = 𝑧 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) → 𝑧 ∈ V )
18 intex ( 𝑧 ≠ ∅ ↔ 𝑧 ∈ V )
19 17 18 sylibr ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) ∧ 𝑥 = 𝑧 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) → 𝑧 ≠ ∅ )
20 intpreima ( ( Fun 𝐹𝑧 ≠ ∅ ) → ( 𝐹 𝑧 ) = 𝑦𝑧 ( 𝐹𝑦 ) )
21 16 19 20 syl2anc ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) ∧ 𝑥 = 𝑧 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) → ( 𝐹 𝑧 ) = 𝑦𝑧 ( 𝐹𝑦 ) )
22 14 21 eqtrd ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) ∧ 𝑥 = 𝑧 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) → ( 𝐹𝑥 ) = 𝑦𝑧 ( 𝐹𝑦 ) )
23 topontop ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) → 𝐽 ∈ Top )
24 1 23 syl ( 𝜑𝐽 ∈ Top )
25 24 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) ∧ 𝑥 = 𝑧 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) → 𝐽 ∈ Top )
26 simpr1 ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) ∧ 𝑥 = 𝑧 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) → 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) )
27 26 elin2d ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) ∧ 𝑥 = 𝑧 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) → 𝑧 ∈ Fin )
28 26 elin1d ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) ∧ 𝑥 = 𝑧 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) → 𝑧 ∈ 𝒫 𝐵 )
29 28 elpwid ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) ∧ 𝑥 = 𝑧 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) → 𝑧𝐵 )
30 simpr3 ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) ∧ 𝑥 = 𝑧 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) → ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 )
31 ssralv ( 𝑧𝐵 → ( ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 → ∀ 𝑦𝑧 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) )
32 29 30 31 sylc ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) ∧ 𝑥 = 𝑧 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) → ∀ 𝑦𝑧 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 )
33 iinopn ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ ( 𝑧 ∈ Fin ∧ 𝑧 ≠ ∅ ∧ ∀ 𝑦𝑧 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) → 𝑦𝑧 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 )
34 25 27 19 32 33 syl13anc ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) ∧ 𝑥 = 𝑧 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) → 𝑦𝑧 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 )
35 22 34 eqeltrd ( ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) ∧ ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) ∧ 𝑥 = 𝑧 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) → ( 𝐹𝑥 ) ∈ 𝐽 )
36 35 3exp2 ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) → ( 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) → ( 𝑥 = 𝑧 → ( ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 → ( 𝐹𝑥 ) ∈ 𝐽 ) ) ) )
37 36 rexlimdv ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) → ( ∃ 𝑧 ∈ ( 𝒫 𝐵 ∩ Fin ) 𝑥 = 𝑧 → ( ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 → ( 𝐹𝑥 ) ∈ 𝐽 ) ) )
38 12 37 sylbid ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) → ( 𝑥 ∈ ( fi ‘ 𝐵 ) → ( ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 → ( 𝐹𝑥 ) ∈ 𝐽 ) ) )
39 38 com23 ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) → ( ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 → ( 𝑥 ∈ ( fi ‘ 𝐵 ) → ( 𝐹𝑥 ) ∈ 𝐽 ) ) )
40 39 ralrimdv ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) → ( ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 → ∀ 𝑥 ∈ ( fi ‘ 𝐵 ) ( 𝐹𝑥 ) ∈ 𝐽 ) )
41 imaeq2 ( 𝑦 = 𝑥 → ( 𝐹𝑦 ) = ( 𝐹𝑥 ) )
42 41 eleq1d ( 𝑦 = 𝑥 → ( ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ↔ ( 𝐹𝑥 ) ∈ 𝐽 ) )
43 42 cbvralvw ( ∀ 𝑦 ∈ ( fi ‘ 𝐵 ) ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ↔ ∀ 𝑥 ∈ ( fi ‘ 𝐵 ) ( 𝐹𝑥 ) ∈ 𝐽 )
44 40 43 syl6ibr ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) → ( ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 → ∀ 𝑦 ∈ ( fi ‘ 𝐵 ) ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) )
45 9 44 impbid ( ( 𝜑𝐹 : 𝑋𝑌 ) → ( ∀ 𝑦 ∈ ( fi ‘ 𝐵 ) ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ↔ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) )
46 45 pm5.32da ( 𝜑 → ( ( 𝐹 : 𝑋𝑌 ∧ ∀ 𝑦 ∈ ( fi ‘ 𝐵 ) ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ↔ ( 𝐹 : 𝑋𝑌 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) )
47 5 46 bitrd ( 𝜑 → ( 𝐹 ∈ ( 𝐽 Cn 𝐾 ) ↔ ( 𝐹 : 𝑋𝑌 ∧ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐹𝑦 ) ∈ 𝐽 ) ) )