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Theorem txcn

Description: A map into the product of two topological spaces is continuous iff both of its projections are continuous. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009) (Proof shortened by Mario Carneiro, 22-Aug-2015)

Ref Expression
Hypotheses txcn.1 𝑋 = 𝑅
txcn.2 𝑌 = 𝑆
txcn.3 𝑍 = ( 𝑋 × 𝑌 )
txcn.4 𝑊 = 𝑈
txcn.5 𝑃 = ( 1st𝑍 )
txcn.6 𝑄 = ( 2nd𝑍 )
Assertion txcn ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) → ( 𝐹 ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ↔ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 txcn.1 𝑋 = 𝑅
2 txcn.2 𝑌 = 𝑆
3 txcn.3 𝑍 = ( 𝑋 × 𝑌 )
4 txcn.4 𝑊 = 𝑈
5 txcn.5 𝑃 = ( 1st𝑍 )
6 txcn.6 𝑄 = ( 2nd𝑍 )
7 1 toptopon ( 𝑅 ∈ Top ↔ 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
8 2 toptopon ( 𝑆 ∈ Top ↔ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) )
9 3 reseq2i ( 1st𝑍 ) = ( 1st ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) )
10 5 9 eqtri 𝑃 = ( 1st ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) )
11 tx1cn ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) → ( 1st ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) ∈ ( ( 𝑅 ×t 𝑆 ) Cn 𝑅 ) )
12 10 11 eqeltrid ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) → 𝑃 ∈ ( ( 𝑅 ×t 𝑆 ) Cn 𝑅 ) )
13 3 reseq2i ( 2nd𝑍 ) = ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) )
14 6 13 eqtri 𝑄 = ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) )
15 tx2cn ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) → ( 2nd ↾ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) ∈ ( ( 𝑅 ×t 𝑆 ) Cn 𝑆 ) )
16 14 15 eqeltrid ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) → 𝑄 ∈ ( ( 𝑅 ×t 𝑆 ) Cn 𝑆 ) )
17 cnco ( ( 𝐹 ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ∧ 𝑃 ∈ ( ( 𝑅 ×t 𝑆 ) Cn 𝑅 ) ) → ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) )
18 cnco ( ( 𝐹 ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ∧ 𝑄 ∈ ( ( 𝑅 ×t 𝑆 ) Cn 𝑆 ) ) → ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) )
19 17 18 anim12dan ( ( 𝐹 ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ∧ ( 𝑃 ∈ ( ( 𝑅 ×t 𝑆 ) Cn 𝑅 ) ∧ 𝑄 ∈ ( ( 𝑅 ×t 𝑆 ) Cn 𝑆 ) ) ) → ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) )
20 19 expcom ( ( 𝑃 ∈ ( ( 𝑅 ×t 𝑆 ) Cn 𝑅 ) ∧ 𝑄 ∈ ( ( 𝑅 ×t 𝑆 ) Cn 𝑆 ) ) → ( 𝐹 ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) → ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) )
21 12 16 20 syl2anc ( ( 𝑅 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑆 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) → ( 𝐹 ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) → ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) )
22 7 8 21 syl2anb ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ) → ( 𝐹 ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) → ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) )
23 22 3adant3 ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) → ( 𝐹 ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) → ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) )
24 cntop1 ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) → 𝑈 ∈ Top )
25 24 ad2antrl ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → 𝑈 ∈ Top )
26 4 topopn ( 𝑈 ∈ Top → 𝑊𝑈 )
27 25 26 syl ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → 𝑊𝑈 )
28 4 1 cnf ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) → ( 𝑃𝐹 ) : 𝑊𝑋 )
29 28 ad2antrl ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → ( 𝑃𝐹 ) : 𝑊𝑋 )
30 4 2 cnf ( ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) → ( 𝑄𝐹 ) : 𝑊𝑌 )
31 30 ad2antll ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → ( 𝑄𝐹 ) : 𝑊𝑌 )
32 10 14 upxp ( ( 𝑊𝑈 ∧ ( 𝑃𝐹 ) : 𝑊𝑋 ∧ ( 𝑄𝐹 ) : 𝑊𝑌 ) → ∃! ( : 𝑊 ⟶ ( 𝑋 × 𝑌 ) ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) )
33 feq3 ( 𝑍 = ( 𝑋 × 𝑌 ) → ( : 𝑊𝑍 : 𝑊 ⟶ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) )
34 3 33 ax-mp ( : 𝑊𝑍 : 𝑊 ⟶ ( 𝑋 × 𝑌 ) )
35 34 3anbi1i ( ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ↔ ( : 𝑊 ⟶ ( 𝑋 × 𝑌 ) ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) )
36 35 eubii ( ∃! ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ↔ ∃! ( : 𝑊 ⟶ ( 𝑋 × 𝑌 ) ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) )
37 32 36 sylibr ( ( 𝑊𝑈 ∧ ( 𝑃𝐹 ) : 𝑊𝑋 ∧ ( 𝑄𝐹 ) : 𝑊𝑌 ) → ∃! ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) )
38 27 29 31 37 syl3anc ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → ∃! ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) )
39 euex ( ∃! ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) → ∃ ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) )
40 38 39 syl ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → ∃ ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) )
41 simpll3 ( ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) ∧ ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) → 𝐹 : 𝑊𝑍 )
42 27 adantr ( ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) ∧ ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) → 𝑊𝑈 )
43 41 42 fexd ( ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) ∧ ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) → 𝐹 ∈ V )
44 eumo ( ∃! ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) → ∃* ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) )
45 38 44 syl ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → ∃* ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) )
46 45 adantr ( ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) ∧ ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) → ∃* ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) )
47 simpr ( ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) ∧ ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) → ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) )
48 3anass ( ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ↔ ( : 𝑊𝑍 ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) )
49 coeq2 ( 𝐹 = → ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) )
50 coeq2 ( 𝐹 = → ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) )
51 49 50 jca ( 𝐹 = → ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) )
52 51 eqcoms ( = 𝐹 → ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) )
53 52 biantrud ( = 𝐹 → ( : 𝑊𝑍 ↔ ( : 𝑊𝑍 ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) ) )
54 feq1 ( = 𝐹 → ( : 𝑊𝑍𝐹 : 𝑊𝑍 ) )
55 53 54 bitr3d ( = 𝐹 → ( ( : 𝑊𝑍 ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) ↔ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) )
56 48 55 syl5bb ( = 𝐹 → ( ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ↔ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) )
57 56 moi2 ( ( ( 𝐹 ∈ V ∧ ∃* ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) ∧ ( ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ) → = 𝐹 )
58 43 46 47 41 57 syl22anc ( ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) ∧ ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) → = 𝐹 )
59 eqid ( 𝑅 ×t 𝑆 ) = ( 𝑅 ×t 𝑆 )
60 59 1 2 3 5 6 uptx ( ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) → ∃! ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) )
61 60 adantl ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → ∃! ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) )
62 df-reu ( ∃! ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ↔ ∃! ( ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) )
63 euex ( ∃! ( ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) → ∃ ( ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) )
64 62 63 sylbi ( ∃! ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) → ∃ ( ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) )
65 eqid ( 𝑅 ×t 𝑆 ) = ( 𝑅 ×t 𝑆 )
66 4 65 cnf ( ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) → : 𝑊 ( 𝑅 ×t 𝑆 ) )
67 1 2 txuni ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ) → ( 𝑋 × 𝑌 ) = ( 𝑅 ×t 𝑆 ) )
68 3 67 eqtrid ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ) → 𝑍 = ( 𝑅 ×t 𝑆 ) )
69 68 3adant3 ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) → 𝑍 = ( 𝑅 ×t 𝑆 ) )
70 69 adantr ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → 𝑍 = ( 𝑅 ×t 𝑆 ) )
71 70 feq3d ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → ( : 𝑊𝑍 : 𝑊 ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) )
72 66 71 syl5ibr ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → ( ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) → : 𝑊𝑍 ) )
73 72 anim1d ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → ( ( ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) → ( : 𝑊𝑍 ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) ) )
74 73 48 syl6ibr ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → ( ( ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) → ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) )
75 simpl ( ( ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) → ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) )
76 74 75 jca2 ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → ( ( ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) → ( ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ∧ ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ) ) )
77 76 eximdv ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → ( ∃ ( ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) → ∃ ( ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ∧ ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ) ) )
78 64 77 syl5 ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → ( ∃! ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ( ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) → ∃ ( ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ∧ ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ) ) )
79 61 78 mpd ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → ∃ ( ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ∧ ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ) )
80 eupick ( ( ∃! ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ∧ ∃ ( ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ∧ ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ) ) → ( ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) → ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ) )
81 38 79 80 syl2anc ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → ( ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) → ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ) )
82 81 imp ( ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) ∧ ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) → ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) )
83 58 82 eqeltrrd ( ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) ∧ ( : 𝑊𝑍 ∧ ( 𝑃𝐹 ) = ( 𝑃 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) = ( 𝑄 ) ) ) → 𝐹 ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) )
84 40 83 exlimddv ( ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) ∧ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) → 𝐹 ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) )
85 84 ex ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) → ( ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) → 𝐹 ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ) )
86 23 85 impbid ( ( 𝑅 ∈ Top ∧ 𝑆 ∈ Top ∧ 𝐹 : 𝑊𝑍 ) → ( 𝐹 ∈ ( 𝑈 Cn ( 𝑅 ×t 𝑆 ) ) ↔ ( ( 𝑃𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑅 ) ∧ ( 𝑄𝐹 ) ∈ ( 𝑈 Cn 𝑆 ) ) ) )