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Theorem tx2cn

Description: Continuity of the second projection map of a topological product. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009) (Proof shortened by Mario Carneiro, 22-Aug-2015)

Ref Expression
Assertion tx2cn ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) → ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) ∈ ( ( 𝑅 ×t 𝑆 ) Cn 𝑆 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 f2ndres ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) : ( 𝑋 × 𝑌 ) ⟶ 𝑌
2 1 a1i ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) → ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) : ( 𝑋 × 𝑌 ) ⟶ 𝑌 )
3 ffn ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) : ( 𝑋 × 𝑌 ) ⟶ 𝑌 → ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) Fn ( 𝑋 × 𝑌 ) )
4 elpreima ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) Fn ( 𝑋 × 𝑌 ) → ( 𝑧 ∈ ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) “ 𝑤 ) ↔ ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ∧ ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) ‘ 𝑧 ) ∈ 𝑤 ) ) )
5 1 3 4 mp2b ( 𝑧 ∈ ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) “ 𝑤 ) ↔ ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ∧ ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) ‘ 𝑧 ) ∈ 𝑤 ) )
6 fvres ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) → ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) ‘ 𝑧 ) = ( 2nd𝑧 ) )
7 6 eleq1d ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) → ( ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) ‘ 𝑧 ) ∈ 𝑤 ↔ ( 2nd𝑧 ) ∈ 𝑤 ) )
8 1st2nd2 ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) → 𝑧 = ⟨ ( 1st𝑧 ) , ( 2nd𝑧 ) ⟩ )
9 xp1st ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) → ( 1st𝑧 ) ∈ 𝑋 )
10 elxp6 ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑤 ) ↔ ( 𝑧 = ⟨ ( 1st𝑧 ) , ( 2nd𝑧 ) ⟩ ∧ ( ( 1st𝑧 ) ∈ 𝑋 ∧ ( 2nd𝑧 ) ∈ 𝑤 ) ) )
11 anass ( ( ( 𝑧 = ⟨ ( 1st𝑧 ) , ( 2nd𝑧 ) ⟩ ∧ ( 1st𝑧 ) ∈ 𝑋 ) ∧ ( 2nd𝑧 ) ∈ 𝑤 ) ↔ ( 𝑧 = ⟨ ( 1st𝑧 ) , ( 2nd𝑧 ) ⟩ ∧ ( ( 1st𝑧 ) ∈ 𝑋 ∧ ( 2nd𝑧 ) ∈ 𝑤 ) ) )
12 10 11 bitr4i ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑤 ) ↔ ( ( 𝑧 = ⟨ ( 1st𝑧 ) , ( 2nd𝑧 ) ⟩ ∧ ( 1st𝑧 ) ∈ 𝑋 ) ∧ ( 2nd𝑧 ) ∈ 𝑤 ) )
13 12 baib ( ( 𝑧 = ⟨ ( 1st𝑧 ) , ( 2nd𝑧 ) ⟩ ∧ ( 1st𝑧 ) ∈ 𝑋 ) → ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑤 ) ↔ ( 2nd𝑧 ) ∈ 𝑤 ) )
14 8 9 13 syl2anc ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) → ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑤 ) ↔ ( 2nd𝑧 ) ∈ 𝑤 ) )
15 7 14 bitr4d ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) → ( ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) ‘ 𝑧 ) ∈ 𝑤𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑤 ) ) )
16 15 pm5.32i ( ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ∧ ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) ‘ 𝑧 ) ∈ 𝑤 ) ↔ ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ∧ 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑤 ) ) )
17 5 16 bitri ( 𝑧 ∈ ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) “ 𝑤 ) ↔ ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ∧ 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑤 ) ) )
18 toponss ( ( 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ∧ 𝑤𝑆 ) → 𝑤𝑌 )
19 18 adantll ( ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) ∧ 𝑤𝑆 ) → 𝑤𝑌 )
20 xpss2 ( 𝑤𝑌 → ( 𝑋 × 𝑤 ) ⊆ ( 𝑋 × 𝑌 ) )
21 19 20 syl ( ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) ∧ 𝑤𝑆 ) → ( 𝑋 × 𝑤 ) ⊆ ( 𝑋 × 𝑌 ) )
22 21 sseld ( ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) ∧ 𝑤𝑆 ) → ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑤 ) → 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) )
23 22 pm4.71rd ( ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) ∧ 𝑤𝑆 ) → ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑤 ) ↔ ( 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ∧ 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑤 ) ) ) )
24 17 23 bitr4id ( ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) ∧ 𝑤𝑆 ) → ( 𝑧 ∈ ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) “ 𝑤 ) ↔ 𝑧 ∈ ( 𝑋 × 𝑤 ) ) )
25 24 eqrdv ( ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) ∧ 𝑤𝑆 ) → ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) “ 𝑤 ) = ( 𝑋 × 𝑤 ) )
26 toponmax ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) → 𝑋𝑅 )
27 txopn ( ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) ∧ ( 𝑋𝑅𝑤𝑆 ) ) → ( 𝑋 × 𝑤 ) ∈ ( 𝑅 ×t 𝑆 ) )
28 27 expr ( ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) ∧ 𝑋𝑅 ) → ( 𝑤𝑆 → ( 𝑋 × 𝑤 ) ∈ ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) )
29 26 28 mpidan ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) → ( 𝑤𝑆 → ( 𝑋 × 𝑤 ) ∈ ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) )
30 29 imp ( ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) ∧ 𝑤𝑆 ) → ( 𝑋 × 𝑤 ) ∈ ( 𝑅 ×t 𝑆 ) )
31 25 30 eqeltrd ( ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) ∧ 𝑤𝑆 ) → ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) “ 𝑤 ) ∈ ( 𝑅 ×t 𝑆 ) )
32 31 ralrimiva ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) → ∀ 𝑤𝑆 ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) “ 𝑤 ) ∈ ( 𝑅 ×t 𝑆 ) )
33 txtopon ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) → ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ∈ ( TopOn ‘ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) )
34 iscn ( ( ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ∈ ( TopOn ‘ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) → ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) ∈ ( ( 𝑅 ×t 𝑆 ) Cn 𝑆 ) ↔ ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) : ( 𝑋 × 𝑌 ) ⟶ 𝑌 ∧ ∀ 𝑤𝑆 ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) “ 𝑤 ) ∈ ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ) )
35 33 34 sylancom ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) → ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) ∈ ( ( 𝑅 ×t 𝑆 ) Cn 𝑆 ) ↔ ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) : ( 𝑋 × 𝑌 ) ⟶ 𝑌 ∧ ∀ 𝑤𝑆 ( ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) “ 𝑤 ) ∈ ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ) )
36 2 32 35 mpbir2and ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) → ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) ∈ ( ( 𝑅 ×t 𝑆 ) Cn 𝑆 ) )