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Theorem cnt1

Description: The preimage of a T_1 topology under an injective map is T_1. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Aug-2015)

Ref Expression
Assertion cnt1 ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K → J ∈ Fre

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cntop1 ⊢ F ∈ J Cn K → J ∈ Top
2 1 3ad2ant3 ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K → J ∈ Top
3 eqid ⊢ ⋃ J = ⋃ J
4 eqid ⊢ ⋃ K = ⋃ K
5 3 4 cnf ⊢ F ∈ J Cn K → F : ⋃ J ⟶ ⋃ K
6 5 3ad2ant3 ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K → F : ⋃ J ⟶ ⋃ K
7 6 ffnd ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K → F Fn ⋃ J
8 fnsnfv ⊢ F Fn ⋃ J ∧ x ∈ ⋃ J → F ⁡ x = F x
9 7 8 sylan ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K ∧ x ∈ ⋃ J → F ⁡ x = F x
10 9 imaeq2d ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K ∧ x ∈ ⋃ J → F -1 F ⁡ x = F -1 F x
11 simpl2 ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K ∧ x ∈ ⋃ J → F : X ⟶ 1-1 Y
12 6 fdmd ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K → dom ⁡ F = ⋃ J
13 f1dm ⊢ F : X ⟶ 1-1 Y → dom ⁡ F = X
14 13 3ad2ant2 ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K → dom ⁡ F = X
15 12 14 eqtr3d ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K → ⋃ J = X
16 15 eleq2d ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K → x ∈ ⋃ J ↔ x ∈ X
17 16 biimpa ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K ∧ x ∈ ⋃ J → x ∈ X
18 17 snssd ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K ∧ x ∈ ⋃ J → x ⊆ X
19 f1imacnv ⊢ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ x ⊆ X → F -1 F x = x
20 11 18 19 syl2anc ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K ∧ x ∈ ⋃ J → F -1 F x = x
21 10 20 eqtrd ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K ∧ x ∈ ⋃ J → F -1 F ⁡ x = x
22 simpl3 ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K ∧ x ∈ ⋃ J → F ∈ J Cn K
23 simpl1 ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K ∧ x ∈ ⋃ J → K ∈ Fre
24 6 ffvelcdmda ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K ∧ x ∈ ⋃ J → F ⁡ x ∈ ⋃ K
25 4 t1sncld ⊢ K ∈ Fre ∧ F ⁡ x ∈ ⋃ K → F ⁡ x ∈ Clsd ⁡ K
26 23 24 25 syl2anc ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K ∧ x ∈ ⋃ J → F ⁡ x ∈ Clsd ⁡ K
27 cnclima ⊢ F ∈ J Cn K ∧ F ⁡ x ∈ Clsd ⁡ K → F -1 F ⁡ x ∈ Clsd ⁡ J
28 22 26 27 syl2anc ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K ∧ x ∈ ⋃ J → F -1 F ⁡ x ∈ Clsd ⁡ J
29 21 28 eqeltrrd ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K ∧ x ∈ ⋃ J → x ∈ Clsd ⁡ J
30 29 ralrimiva ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K → ∀ x ∈ ⋃ J x ∈ Clsd ⁡ J
31 3 ist1 ⊢ J ∈ Fre ↔ J ∈ Top ∧ ∀ x ∈ ⋃ J x ∈ Clsd ⁡ J
32 2 30 31 sylanbrc ⊢ K ∈ Fre ∧ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ F ∈ J Cn K → J ∈ Fre