Metamath Proof Explorer


Theorem dvcnvrelem2

Description: Lemma for dvcnvre . (Contributed by Mario Carneiro, 19-Feb-2015) (Revised by Mario Carneiro, 8-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses dvcnvre.f ⊢ φ → F : X ⟶cn ℝ
dvcnvre.d ⊢ φ → dom ⁡ F ℝ ′ = X
dvcnvre.z ⊢ φ → ¬ 0 ∈ ran ⁡ F ℝ ′
dvcnvre.1 ⊢ φ → F : X ⟶ 1-1 onto Y
dvcnvre.c ⊢ φ → C ∈ X
dvcnvre.r ⊢ φ → R ∈ ℝ +
dvcnvre.s ⊢ φ → C − R C + R ⊆ X
dvcnvre.t ⊢ T = topGen ⁡ ran ⁡ .
dvcnvre.j ⊢ J = TopOpen ⁡ ℂ fld
dvcnvre.m ⊢ M = J ↾ 𝑡 X
dvcnvre.n ⊢ N = J ↾ 𝑡 Y
Assertion dvcnvrelem2 ⊢ φ → F ⁡ C ∈ int ⁡ T ⁡ Y ∧ F -1 ∈ N CnP M ⁡ F ⁡ C

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dvcnvre.f ⊢ φ → F : X ⟶cn ℝ
2 dvcnvre.d ⊢ φ → dom ⁡ F ℝ ′ = X
3 dvcnvre.z ⊢ φ → ¬ 0 ∈ ran ⁡ F ℝ ′
4 dvcnvre.1 ⊢ φ → F : X ⟶ 1-1 onto Y
5 dvcnvre.c ⊢ φ → C ∈ X
6 dvcnvre.r ⊢ φ → R ∈ ℝ +
7 dvcnvre.s ⊢ φ → C − R C + R ⊆ X
8 dvcnvre.t ⊢ T = topGen ⁡ ran ⁡ .
9 dvcnvre.j ⊢ J = TopOpen ⁡ ℂ fld
10 dvcnvre.m ⊢ M = J ↾ 𝑡 X
11 dvcnvre.n ⊢ N = J ↾ 𝑡 Y
12 retop ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . ∈ Top
13 8 12 eqeltri ⊢ T ∈ Top
14 f1ofo ⊢ F : X ⟶ 1-1 onto Y → F : X ⟶ onto Y
15 forn ⊢ F : X ⟶ onto Y → ran ⁡ F = Y
16 4 14 15 3syl ⊢ φ → ran ⁡ F = Y
17 cncff ⊢ F : X ⟶cn ℝ → F : X ⟶ ℝ
18 frn ⊢ F : X ⟶ ℝ → ran ⁡ F ⊆ ℝ
19 1 17 18 3syl ⊢ φ → ran ⁡ F ⊆ ℝ
20 16 19 eqsstrrd ⊢ φ → Y ⊆ ℝ
21 imassrn ⊢ F C − R C + R ⊆ ran ⁡ F
22 21 16 sseqtrid ⊢ φ → F C − R C + R ⊆ Y
23 uniretop ⊢ ℝ = ⋃ topGen ⁡ ran ⁡ .
24 8 unieqi ⊢ ⋃ T = ⋃ topGen ⁡ ran ⁡ .
25 23 24 eqtr4i ⊢ ℝ = ⋃ T
26 25 ntrss ⊢ T ∈ Top ∧ Y ⊆ ℝ ∧ F C − R C + R ⊆ Y → int ⁡ T ⁡ F C − R C + R ⊆ int ⁡ T ⁡ Y
27 13 20 22 26 mp3an2i ⊢ φ → int ⁡ T ⁡ F C − R C + R ⊆ int ⁡ T ⁡ Y
28 1 2 3 4 5 6 7 dvcnvrelem1 ⊢ φ → F ⁡ C ∈ int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ F C − R C + R
29 8 fveq2i ⊢ int ⁡ T = int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ .
30 29 fveq1i ⊢ int ⁡ T ⁡ F C − R C + R = int ⁡ topGen ⁡ ran ⁡ . ⁡ F C − R C + R
31 28 30 eleqtrrdi ⊢ φ → F ⁡ C ∈ int ⁡ T ⁡ F C − R C + R
32 27 31 sseldd ⊢ φ → F ⁡ C ∈ int ⁡ T ⁡ Y
33 f1ocnv ⊢ F : X ⟶ 1-1 onto Y → F -1 : Y ⟶ 1-1 onto X
34 f1of ⊢ F -1 : Y ⟶ 1-1 onto X → F -1 : Y ⟶ X
35 4 33 34 3syl ⊢ φ → F -1 : Y ⟶ X
36 ffun ⊢ F -1 : Y ⟶ X → Fun ⁡ F -1
37 funcnvres ⊢ Fun ⁡ F -1 → F ↾ C − R C + R -1 = F -1 ↾ F C − R C + R
38 35 36 37 3syl ⊢ φ → F ↾ C − R C + R -1 = F -1 ↾ F C − R C + R
39 dvbsss ⊢ dom ⁡ F ℝ ′ ⊆ ℝ
40 2 39 eqsstrrdi ⊢ φ → X ⊆ ℝ
41 ax-resscn ⊢ ℝ ⊆ ℂ
42 40 41 sstrdi ⊢ φ → X ⊆ ℂ
43 cncfss ⊢ C − R C + R ⊆ X ∧ X ⊆ ℂ → F C − R C + R ⟶cn C − R C + R ⊆ F C − R C + R ⟶cn X
44 7 42 43 syl2anc ⊢ φ → F C − R C + R ⟶cn C − R C + R ⊆ F C − R C + R ⟶cn X
45 f1of1 ⊢ F : X ⟶ 1-1 onto Y → F : X ⟶ 1-1 Y
46 4 45 syl ⊢ φ → F : X ⟶ 1-1 Y
47 f1ores ⊢ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ C − R C + R ⊆ X → F ↾ C − R C + R : C − R C + R ⟶ 1-1 onto F C − R C + R
48 46 7 47 syl2anc ⊢ φ → F ↾ C − R C + R : C − R C + R ⟶ 1-1 onto F C − R C + R
49 9 tgioo2 ⊢ topGen ⁡ ran ⁡ . = J ↾ 𝑡 ℝ
50 8 49 eqtri ⊢ T = J ↾ 𝑡 ℝ
51 50 oveq1i ⊢ T ↾ 𝑡 C − R C + R = J ↾ 𝑡 ℝ ↾ 𝑡 C − R C + R
52 9 cnfldtop ⊢ J ∈ Top
53 7 40 sstrd ⊢ φ → C − R C + R ⊆ ℝ
54 reex ⊢ ℝ ∈ V
55 54 a1i ⊢ φ → ℝ ∈ V
56 restabs ⊢ J ∈ Top ∧ C − R C + R ⊆ ℝ ∧ ℝ ∈ V → J ↾ 𝑡 ℝ ↾ 𝑡 C − R C + R = J ↾ 𝑡 C − R C + R
57 52 53 55 56 mp3an2i ⊢ φ → J ↾ 𝑡 ℝ ↾ 𝑡 C − R C + R = J ↾ 𝑡 C − R C + R
58 51 57 eqtrid ⊢ φ → T ↾ 𝑡 C − R C + R = J ↾ 𝑡 C − R C + R
59 40 5 sseldd ⊢ φ → C ∈ ℝ
60 6 rpred ⊢ φ → R ∈ ℝ
61 59 60 resubcld ⊢ φ → C − R ∈ ℝ
62 59 60 readdcld ⊢ φ → C + R ∈ ℝ
63 eqid ⊢ T ↾ 𝑡 C − R C + R = T ↾ 𝑡 C − R C + R
64 8 63 icccmp ⊢ C − R ∈ ℝ ∧ C + R ∈ ℝ → T ↾ 𝑡 C − R C + R ∈ Comp
65 61 62 64 syl2anc ⊢ φ → T ↾ 𝑡 C − R C + R ∈ Comp
66 58 65 eqeltrrd ⊢ φ → J ↾ 𝑡 C − R C + R ∈ Comp
67 f1of ⊢ F ↾ C − R C + R : C − R C + R ⟶ 1-1 onto F C − R C + R → F ↾ C − R C + R : C − R C + R ⟶ F C − R C + R
68 48 67 syl ⊢ φ → F ↾ C − R C + R : C − R C + R ⟶ F C − R C + R
69 19 41 sstrdi ⊢ φ → ran ⁡ F ⊆ ℂ
70 21 69 sstrid ⊢ φ → F C − R C + R ⊆ ℂ
71 rescncf ⊢ C − R C + R ⊆ X → F : X ⟶cn ℝ → F ↾ C − R C + R : C − R C + R ⟶cn ℝ
72 7 1 71 sylc ⊢ φ → F ↾ C − R C + R : C − R C + R ⟶cn ℝ
73 cncfcdm ⊢ F C − R C + R ⊆ ℂ ∧ F ↾ C − R C + R : C − R C + R ⟶cn ℝ → F ↾ C − R C + R : C − R C + R ⟶cn F C − R C + R ↔ F ↾ C − R C + R : C − R C + R ⟶ F C − R C + R
74 70 72 73 syl2anc ⊢ φ → F ↾ C − R C + R : C − R C + R ⟶cn F C − R C + R ↔ F ↾ C − R C + R : C − R C + R ⟶ F C − R C + R
75 68 74 mpbird ⊢ φ → F ↾ C − R C + R : C − R C + R ⟶cn F C − R C + R
76 eqid ⊢ J ↾ 𝑡 C − R C + R = J ↾ 𝑡 C − R C + R
77 9 76 cncfcnvcn ⊢ J ↾ 𝑡 C − R C + R ∈ Comp ∧ F ↾ C − R C + R : C − R C + R ⟶cn F C − R C + R → F ↾ C − R C + R : C − R C + R ⟶ 1-1 onto F C − R C + R ↔ F ↾ C − R C + R -1 : F C − R C + R ⟶cn C − R C + R
78 66 75 77 syl2anc ⊢ φ → F ↾ C − R C + R : C − R C + R ⟶ 1-1 onto F C − R C + R ↔ F ↾ C − R C + R -1 : F C − R C + R ⟶cn C − R C + R
79 48 78 mpbid ⊢ φ → F ↾ C − R C + R -1 : F C − R C + R ⟶cn C − R C + R
80 44 79 sseldd ⊢ φ → F ↾ C − R C + R -1 : F C − R C + R ⟶cn X
81 eqid ⊢ J ↾ 𝑡 F C − R C + R = J ↾ 𝑡 F C − R C + R
82 9 81 10 cncfcn ⊢ F C − R C + R ⊆ ℂ ∧ X ⊆ ℂ → F C − R C + R ⟶cn X = J ↾ 𝑡 F C − R C + R Cn M
83 70 42 82 syl2anc ⊢ φ → F C − R C + R ⟶cn X = J ↾ 𝑡 F C − R C + R Cn M
84 80 83 eleqtrd ⊢ φ → F ↾ C − R C + R -1 ∈ J ↾ 𝑡 F C − R C + R Cn M
85 59 6 ltsubrpd ⊢ φ → C − R < C
86 61 59 85 ltled ⊢ φ → C − R ≤ C
87 59 6 ltaddrpd ⊢ φ → C < C + R
88 59 62 87 ltled ⊢ φ → C ≤ C + R
89 elicc2 ⊢ C − R ∈ ℝ ∧ C + R ∈ ℝ → C ∈ C − R C + R ↔ C ∈ ℝ ∧ C − R ≤ C ∧ C ≤ C + R
90 61 62 89 syl2anc ⊢ φ → C ∈ C − R C + R ↔ C ∈ ℝ ∧ C − R ≤ C ∧ C ≤ C + R
91 59 86 88 90 mpbir3and ⊢ φ → C ∈ C − R C + R
92 ffun ⊢ F : X ⟶ ℝ → Fun ⁡ F
93 1 17 92 3syl ⊢ φ → Fun ⁡ F
94 fdm ⊢ F : X ⟶ ℝ → dom ⁡ F = X
95 1 17 94 3syl ⊢ φ → dom ⁡ F = X
96 7 95 sseqtrrd ⊢ φ → C − R C + R ⊆ dom ⁡ F
97 funfvima2 ⊢ Fun ⁡ F ∧ C − R C + R ⊆ dom ⁡ F → C ∈ C − R C + R → F ⁡ C ∈ F C − R C + R
98 93 96 97 syl2anc ⊢ φ → C ∈ C − R C + R → F ⁡ C ∈ F C − R C + R
99 91 98 mpd ⊢ φ → F ⁡ C ∈ F C − R C + R
100 9 cnfldtopon ⊢ J ∈ TopOn ⁡ ℂ
101 resttopon ⊢ J ∈ TopOn ⁡ ℂ ∧ F C − R C + R ⊆ ℂ → J ↾ 𝑡 F C − R C + R ∈ TopOn ⁡ F C − R C + R
102 100 70 101 sylancr ⊢ φ → J ↾ 𝑡 F C − R C + R ∈ TopOn ⁡ F C − R C + R
103 toponuni ⊢ J ↾ 𝑡 F C − R C + R ∈ TopOn ⁡ F C − R C + R → F C − R C + R = ⋃ J ↾ 𝑡 F C − R C + R
104 102 103 syl ⊢ φ → F C − R C + R = ⋃ J ↾ 𝑡 F C − R C + R
105 99 104 eleqtrd ⊢ φ → F ⁡ C ∈ ⋃ J ↾ 𝑡 F C − R C + R
106 eqid ⊢ ⋃ J ↾ 𝑡 F C − R C + R = ⋃ J ↾ 𝑡 F C − R C + R
107 106 cncnpi ⊢ F ↾ C − R C + R -1 ∈ J ↾ 𝑡 F C − R C + R Cn M ∧ F ⁡ C ∈ ⋃ J ↾ 𝑡 F C − R C + R → F ↾ C − R C + R -1 ∈ J ↾ 𝑡 F C − R C + R CnP M ⁡ F ⁡ C
108 84 105 107 syl2anc ⊢ φ → F ↾ C − R C + R -1 ∈ J ↾ 𝑡 F C − R C + R CnP M ⁡ F ⁡ C
109 38 108 eqeltrrd ⊢ φ → F -1 ↾ F C − R C + R ∈ J ↾ 𝑡 F C − R C + R CnP M ⁡ F ⁡ C
110 11 oveq1i ⊢ N ↾ 𝑡 F C − R C + R = J ↾ 𝑡 Y ↾ 𝑡 F C − R C + R
111 ssexg ⊢ Y ⊆ ℝ ∧ ℝ ∈ V → Y ∈ V
112 20 54 111 sylancl ⊢ φ → Y ∈ V
113 restabs ⊢ J ∈ Top ∧ F C − R C + R ⊆ Y ∧ Y ∈ V → J ↾ 𝑡 Y ↾ 𝑡 F C − R C + R = J ↾ 𝑡 F C − R C + R
114 52 22 112 113 mp3an2i ⊢ φ → J ↾ 𝑡 Y ↾ 𝑡 F C − R C + R = J ↾ 𝑡 F C − R C + R
115 110 114 eqtrid ⊢ φ → N ↾ 𝑡 F C − R C + R = J ↾ 𝑡 F C − R C + R
116 115 oveq1d ⊢ φ → N ↾ 𝑡 F C − R C + R CnP M = J ↾ 𝑡 F C − R C + R CnP M
117 116 fveq1d ⊢ φ → N ↾ 𝑡 F C − R C + R CnP M ⁡ F ⁡ C = J ↾ 𝑡 F C − R C + R CnP M ⁡ F ⁡ C
118 109 117 eleqtrrd ⊢ φ → F -1 ↾ F C − R C + R ∈ N ↾ 𝑡 F C − R C + R CnP M ⁡ F ⁡ C
119 20 41 sstrdi ⊢ φ → Y ⊆ ℂ
120 resttopon ⊢ J ∈ TopOn ⁡ ℂ ∧ Y ⊆ ℂ → J ↾ 𝑡 Y ∈ TopOn ⁡ Y
121 100 119 120 sylancr ⊢ φ → J ↾ 𝑡 Y ∈ TopOn ⁡ Y
122 11 121 eqeltrid ⊢ φ → N ∈ TopOn ⁡ Y
123 topontop ⊢ N ∈ TopOn ⁡ Y → N ∈ Top
124 122 123 syl ⊢ φ → N ∈ Top
125 toponuni ⊢ N ∈ TopOn ⁡ Y → Y = ⋃ N
126 122 125 syl ⊢ φ → Y = ⋃ N
127 22 126 sseqtrd ⊢ φ → F C − R C + R ⊆ ⋃ N
128 22 20 sstrd ⊢ φ → F C − R C + R ⊆ ℝ
129 difssd ⊢ φ → ℝ ∖ Y ⊆ ℝ
130 128 129 unssd ⊢ φ → F C − R C + R ∪ ℝ ∖ Y ⊆ ℝ
131 ssun1 ⊢ F C − R C + R ⊆ F C − R C + R ∪ ℝ ∖ Y
132 131 a1i ⊢ φ → F C − R C + R ⊆ F C − R C + R ∪ ℝ ∖ Y
133 25 ntrss ⊢ T ∈ Top ∧ F C − R C + R ∪ ℝ ∖ Y ⊆ ℝ ∧ F C − R C + R ⊆ F C − R C + R ∪ ℝ ∖ Y → int ⁡ T ⁡ F C − R C + R ⊆ int ⁡ T ⁡ F C − R C + R ∪ ℝ ∖ Y
134 13 130 132 133 mp3an2i ⊢ φ → int ⁡ T ⁡ F C − R C + R ⊆ int ⁡ T ⁡ F C − R C + R ∪ ℝ ∖ Y
135 134 31 sseldd ⊢ φ → F ⁡ C ∈ int ⁡ T ⁡ F C − R C + R ∪ ℝ ∖ Y
136 f1of ⊢ F : X ⟶ 1-1 onto Y → F : X ⟶ Y
137 4 136 syl ⊢ φ → F : X ⟶ Y
138 137 5 ffvelcdmd ⊢ φ → F ⁡ C ∈ Y
139 135 138 elind ⊢ φ → F ⁡ C ∈ int ⁡ T ⁡ F C − R C + R ∪ ℝ ∖ Y ∩ Y
140 eqid ⊢ T ↾ 𝑡 Y = T ↾ 𝑡 Y
141 25 140 restntr ⊢ T ∈ Top ∧ Y ⊆ ℝ ∧ F C − R C + R ⊆ Y → int ⁡ T ↾ 𝑡 Y ⁡ F C − R C + R = int ⁡ T ⁡ F C − R C + R ∪ ℝ ∖ Y ∩ Y
142 13 20 22 141 mp3an2i ⊢ φ → int ⁡ T ↾ 𝑡 Y ⁡ F C − R C + R = int ⁡ T ⁡ F C − R C + R ∪ ℝ ∖ Y ∩ Y
143 restabs ⊢ J ∈ Top ∧ Y ⊆ ℝ ∧ ℝ ∈ V → J ↾ 𝑡 ℝ ↾ 𝑡 Y = J ↾ 𝑡 Y
144 52 20 55 143 mp3an2i ⊢ φ → J ↾ 𝑡 ℝ ↾ 𝑡 Y = J ↾ 𝑡 Y
145 50 oveq1i ⊢ T ↾ 𝑡 Y = J ↾ 𝑡 ℝ ↾ 𝑡 Y
146 144 145 11 3eqtr4g ⊢ φ → T ↾ 𝑡 Y = N
147 146 fveq2d ⊢ φ → int ⁡ T ↾ 𝑡 Y = int ⁡ N
148 147 fveq1d ⊢ φ → int ⁡ T ↾ 𝑡 Y ⁡ F C − R C + R = int ⁡ N ⁡ F C − R C + R
149 142 148 eqtr3d ⊢ φ → int ⁡ T ⁡ F C − R C + R ∪ ℝ ∖ Y ∩ Y = int ⁡ N ⁡ F C − R C + R
150 139 149 eleqtrd ⊢ φ → F ⁡ C ∈ int ⁡ N ⁡ F C − R C + R
151 126 feq2d ⊢ φ → F -1 : Y ⟶ X ↔ F -1 : ⋃ N ⟶ X
152 35 151 mpbid ⊢ φ → F -1 : ⋃ N ⟶ X
153 resttopon ⊢ J ∈ TopOn ⁡ ℂ ∧ X ⊆ ℂ → J ↾ 𝑡 X ∈ TopOn ⁡ X
154 100 42 153 sylancr ⊢ φ → J ↾ 𝑡 X ∈ TopOn ⁡ X
155 10 154 eqeltrid ⊢ φ → M ∈ TopOn ⁡ X
156 toponuni ⊢ M ∈ TopOn ⁡ X → X = ⋃ M
157 feq3 ⊢ X = ⋃ M → F -1 : ⋃ N ⟶ X ↔ F -1 : ⋃ N ⟶ ⋃ M
158 155 156 157 3syl ⊢ φ → F -1 : ⋃ N ⟶ X ↔ F -1 : ⋃ N ⟶ ⋃ M
159 152 158 mpbid ⊢ φ → F -1 : ⋃ N ⟶ ⋃ M
160 eqid ⊢ ⋃ N = ⋃ N
161 eqid ⊢ ⋃ M = ⋃ M
162 160 161 cnprest ⊢ N ∈ Top ∧ F C − R C + R ⊆ ⋃ N ∧ F ⁡ C ∈ int ⁡ N ⁡ F C − R C + R ∧ F -1 : ⋃ N ⟶ ⋃ M → F -1 ∈ N CnP M ⁡ F ⁡ C ↔ F -1 ↾ F C − R C + R ∈ N ↾ 𝑡 F C − R C + R CnP M ⁡ F ⁡ C
163 124 127 150 159 162 syl22anc ⊢ φ → F -1 ∈ N CnP M ⁡ F ⁡ C ↔ F -1 ↾ F C − R C + R ∈ N ↾ 𝑡 F C − R C + R CnP M ⁡ F ⁡ C
164 118 163 mpbird ⊢ φ → F -1 ∈ N CnP M ⁡ F ⁡ C
165 32 164 jca ⊢ φ → F ⁡ C ∈ int ⁡ T ⁡ Y ∧ F -1 ∈ N CnP M ⁡ F ⁡ C