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Theorem tsmsgsum

Description: The convergent points of a finite topological group sum are the closure of the finite group sum operation. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Sep-2015) (Revised by AV, 24-Jul-2019)

Ref Expression
Hypotheses tsmsid.b B = Base G
tsmsid.z 0 ˙ = 0 G
tsmsid.1 φ G CMnd
tsmsid.2 φ G TopSp
tsmsid.a φ A V
tsmsid.f φ F : A B
tsmsid.w φ finSupp 0 ˙ F
tsmsgsum.j J = TopOpen G
Assertion tsmsgsum φ G tsums F = cls J G F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 tsmsid.b B = Base G
2 tsmsid.z 0 ˙ = 0 G
3 tsmsid.1 φ G CMnd
4 tsmsid.2 φ G TopSp
5 tsmsid.a φ A V
6 tsmsid.f φ F : A B
7 tsmsid.w φ finSupp 0 ˙ F
8 tsmsgsum.j J = TopOpen G
9 1 8 istps G TopSp J TopOn B
10 4 9 sylib φ J TopOn B
11 toponuni J TopOn B B = J
12 10 11 syl φ B = J
13 12 eleq2d φ x B x J
14 elfpw y 𝒫 A Fin y A y Fin
15 14 simplbi y 𝒫 A Fin y A
16 15 adantl φ u J y 𝒫 A Fin y A
17 suppssdm F supp 0 ˙ dom F
18 17 6 fssdm φ F supp 0 ˙ A
19 18 ad2antrr φ u J y 𝒫 A Fin F supp 0 ˙ A
20 16 19 unssd φ u J y 𝒫 A Fin y supp 0 ˙ F A
21 elinel2 y 𝒫 A Fin y Fin
22 21 adantl φ u J y 𝒫 A Fin y Fin
23 7 ad2antrr φ u J y 𝒫 A Fin finSupp 0 ˙ F
24 23 fsuppimpd φ u J y 𝒫 A Fin F supp 0 ˙ Fin
25 unfi y Fin F supp 0 ˙ Fin y supp 0 ˙ F Fin
26 22 24 25 syl2anc φ u J y 𝒫 A Fin y supp 0 ˙ F Fin
27 elfpw y supp 0 ˙ F 𝒫 A Fin y supp 0 ˙ F A y supp 0 ˙ F Fin
28 20 26 27 sylanbrc φ u J y 𝒫 A Fin y supp 0 ˙ F 𝒫 A Fin
29 ssun1 y y supp 0 ˙ F
30 id z = y supp 0 ˙ F z = y supp 0 ˙ F
31 29 30 sseqtrrid z = y supp 0 ˙ F y z
32 pm5.5 y z y z G F z u G F z u
33 31 32 syl z = y supp 0 ˙ F y z G F z u G F z u
34 reseq2 z = y supp 0 ˙ F F z = F y supp 0 ˙ F
35 34 oveq2d z = y supp 0 ˙ F G F z = G F y supp 0 ˙ F
36 35 eleq1d z = y supp 0 ˙ F G F z u G F y supp 0 ˙ F u
37 33 36 bitrd z = y supp 0 ˙ F y z G F z u G F y supp 0 ˙ F u
38 37 rspcv y supp 0 ˙ F 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin y z G F z u G F y supp 0 ˙ F u
39 28 38 syl φ u J y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin y z G F z u G F y supp 0 ˙ F u
40 3 ad2antrr φ u J y 𝒫 A Fin G CMnd
41 5 ad2antrr φ u J y 𝒫 A Fin A V
42 6 ad2antrr φ u J y 𝒫 A Fin F : A B
43 ssun2 F supp 0 ˙ y supp 0 ˙ F
44 43 a1i φ u J y 𝒫 A Fin F supp 0 ˙ y supp 0 ˙ F
45 1 2 40 41 42 44 23 gsumres φ u J y 𝒫 A Fin G F y supp 0 ˙ F = G F
46 45 eleq1d φ u J y 𝒫 A Fin G F y supp 0 ˙ F u G F u
47 39 46 sylibd φ u J y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin y z G F z u G F u
48 47 rexlimdva φ u J y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin y z G F z u G F u
49 7 fsuppimpd φ F supp 0 ˙ Fin
50 elfpw F supp 0 ˙ 𝒫 A Fin F supp 0 ˙ A F supp 0 ˙ Fin
51 18 49 50 sylanbrc φ F supp 0 ˙ 𝒫 A Fin
52 3 ad2antrr φ u J G F u z 𝒫 A Fin F supp 0 ˙ z G CMnd
53 5 ad2antrr φ u J G F u z 𝒫 A Fin F supp 0 ˙ z A V
54 6 ad2antrr φ u J G F u z 𝒫 A Fin F supp 0 ˙ z F : A B
55 simprr φ u J G F u z 𝒫 A Fin F supp 0 ˙ z F supp 0 ˙ z
56 7 ad2antrr φ u J G F u z 𝒫 A Fin F supp 0 ˙ z finSupp 0 ˙ F
57 1 2 52 53 54 55 56 gsumres φ u J G F u z 𝒫 A Fin F supp 0 ˙ z G F z = G F
58 simplrr φ u J G F u z 𝒫 A Fin F supp 0 ˙ z G F u
59 57 58 eqeltrd φ u J G F u z 𝒫 A Fin F supp 0 ˙ z G F z u
60 59 expr φ u J G F u z 𝒫 A Fin F supp 0 ˙ z G F z u
61 60 ralrimiva φ u J G F u z 𝒫 A Fin F supp 0 ˙ z G F z u
62 sseq1 y = F supp 0 ˙ y z F supp 0 ˙ z
63 62 rspceaimv F supp 0 ˙ 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin F supp 0 ˙ z G F z u y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin y z G F z u
64 51 61 63 syl2an2r φ u J G F u y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin y z G F z u
65 64 expr φ u J G F u y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin y z G F z u
66 48 65 impbid φ u J y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin y z G F z u G F u
67 disjsn u G F = ¬ G F u
68 67 necon2abii G F u u G F
69 66 68 bitrdi φ u J y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin y z G F z u u G F
70 69 imbi2d φ u J x u y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin y z G F z u x u u G F
71 70 ralbidva φ u J x u y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin y z G F z u u J x u u G F
72 13 71 anbi12d φ x B u J x u y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin y z G F z u x J u J x u u G F
73 eqid 𝒫 A Fin = 𝒫 A Fin
74 1 8 73 3 4 5 6 eltsms φ x G tsums F x B u J x u y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin y z G F z u
75 topontop J TopOn B J Top
76 10 75 syl φ J Top
77 1 2 3 5 6 7 gsumcl φ G F B
78 77 snssd φ G F B
79 78 12 sseqtrd φ G F J
80 eqid J = J
81 80 elcls2 J Top G F J x cls J G F x J u J x u u G F
82 76 79 81 syl2anc φ x cls J G F x J u J x u u G F
83 72 74 82 3bitr4d φ x G tsums F x cls J G F
84 83 eqrdv φ G tsums F = cls J G F