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Theorem lmss

Description: Limit on a subspace. (Contributed by NM, 30-Jan-2008) (Revised by Mario Carneiro, 30-Dec-2013)

Ref Expression
Hypotheses lmss.1 𝐾 = ( 𝐽t 𝑌 )
lmss.2 𝑍 = ( ℤ𝑀 )
lmss.3 ( 𝜑𝑌𝑉 )
lmss.4 ( 𝜑𝐽 ∈ Top )
lmss.5 ( 𝜑𝑃𝑌 )
lmss.6 ( 𝜑𝑀 ∈ ℤ )
lmss.7 ( 𝜑𝐹 : 𝑍𝑌 )
Assertion lmss ( 𝜑 → ( 𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑃𝐹 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑃 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lmss.1 𝐾 = ( 𝐽t 𝑌 )
2 lmss.2 𝑍 = ( ℤ𝑀 )
3 lmss.3 ( 𝜑𝑌𝑉 )
4 lmss.4 ( 𝜑𝐽 ∈ Top )
5 lmss.5 ( 𝜑𝑃𝑌 )
6 lmss.6 ( 𝜑𝑀 ∈ ℤ )
7 lmss.7 ( 𝜑𝐹 : 𝑍𝑌 )
8 toptopon2 ( 𝐽 ∈ Top ↔ 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝐽 ) )
9 4 8 sylib ( 𝜑𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝐽 ) )
10 lmcl ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝐽 ) ∧ 𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑃 ) → 𝑃 𝐽 )
11 9 10 sylan ( ( 𝜑𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑃 ) → 𝑃 𝐽 )
12 lmfss ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝐽 ) ∧ 𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑃 ) → 𝐹 ⊆ ( ℂ × 𝐽 ) )
13 9 12 sylan ( ( 𝜑𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑃 ) → 𝐹 ⊆ ( ℂ × 𝐽 ) )
14 rnss ( 𝐹 ⊆ ( ℂ × 𝐽 ) → ran 𝐹 ⊆ ran ( ℂ × 𝐽 ) )
15 13 14 syl ( ( 𝜑𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑃 ) → ran 𝐹 ⊆ ran ( ℂ × 𝐽 ) )
16 rnxpss ran ( ℂ × 𝐽 ) ⊆ 𝐽
17 15 16 sstrdi ( ( 𝜑𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑃 ) → ran 𝐹 𝐽 )
18 11 17 jca ( ( 𝜑𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑃 ) → ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) )
19 18 ex ( 𝜑 → ( 𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑃 → ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) )
20 resttopon2 ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝐽 ) ∧ 𝑌𝑉 ) → ( 𝐽t 𝑌 ) ∈ ( TopOn ‘ ( 𝑌 𝐽 ) ) )
21 9 3 20 syl2anc ( 𝜑 → ( 𝐽t 𝑌 ) ∈ ( TopOn ‘ ( 𝑌 𝐽 ) ) )
22 1 21 eqeltrid ( 𝜑𝐾 ∈ ( TopOn ‘ ( 𝑌 𝐽 ) ) )
23 lmcl ( ( 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ ( 𝑌 𝐽 ) ) ∧ 𝐹 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑃 ) → 𝑃 ∈ ( 𝑌 𝐽 ) )
24 22 23 sylan ( ( 𝜑𝐹 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑃 ) → 𝑃 ∈ ( 𝑌 𝐽 ) )
25 24 elin2d ( ( 𝜑𝐹 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑃 ) → 𝑃 𝐽 )
26 lmfss ( ( 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ ( 𝑌 𝐽 ) ) ∧ 𝐹 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑃 ) → 𝐹 ⊆ ( ℂ × ( 𝑌 𝐽 ) ) )
27 22 26 sylan ( ( 𝜑𝐹 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑃 ) → 𝐹 ⊆ ( ℂ × ( 𝑌 𝐽 ) ) )
28 rnss ( 𝐹 ⊆ ( ℂ × ( 𝑌 𝐽 ) ) → ran 𝐹 ⊆ ran ( ℂ × ( 𝑌 𝐽 ) ) )
29 27 28 syl ( ( 𝜑𝐹 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑃 ) → ran 𝐹 ⊆ ran ( ℂ × ( 𝑌 𝐽 ) ) )
30 rnxpss ran ( ℂ × ( 𝑌 𝐽 ) ) ⊆ ( 𝑌 𝐽 )
31 29 30 sstrdi ( ( 𝜑𝐹 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑃 ) → ran 𝐹 ⊆ ( 𝑌 𝐽 ) )
32 inss2 ( 𝑌 𝐽 ) ⊆ 𝐽
33 31 32 sstrdi ( ( 𝜑𝐹 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑃 ) → ran 𝐹 𝐽 )
34 25 33 jca ( ( 𝜑𝐹 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑃 ) → ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) )
35 34 ex ( 𝜑 → ( 𝐹 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑃 → ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) )
36 simprl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → 𝑃 𝐽 )
37 5 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → 𝑃𝑌 )
38 37 36 elind ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → 𝑃 ∈ ( 𝑌 𝐽 ) )
39 36 38 2thd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ( 𝑃 𝐽𝑃 ∈ ( 𝑌 𝐽 ) ) )
40 1 eleq2i ( 𝑣𝐾𝑣 ∈ ( 𝐽t 𝑌 ) )
41 4 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → 𝐽 ∈ Top )
42 3 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → 𝑌𝑉 )
43 elrest ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝑌𝑉 ) → ( 𝑣 ∈ ( 𝐽t 𝑌 ) ↔ ∃ 𝑢𝐽 𝑣 = ( 𝑢𝑌 ) ) )
44 41 42 43 syl2anc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ( 𝑣 ∈ ( 𝐽t 𝑌 ) ↔ ∃ 𝑢𝐽 𝑣 = ( 𝑢𝑌 ) ) )
45 44 biimpa ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑣 ∈ ( 𝐽t 𝑌 ) ) → ∃ 𝑢𝐽 𝑣 = ( 𝑢𝑌 ) )
46 40 45 sylan2b ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑣𝐾 ) → ∃ 𝑢𝐽 𝑣 = ( 𝑢𝑌 ) )
47 r19.29r ( ( ∃ 𝑢𝐽 𝑣 = ( 𝑢𝑌 ) ∧ ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ) → ∃ 𝑢𝐽 ( 𝑣 = ( 𝑢𝑌 ) ∧ ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ) )
48 37 biantrud ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ( 𝑃𝑢 ↔ ( 𝑃𝑢𝑃𝑌 ) ) )
49 elin ( 𝑃 ∈ ( 𝑢𝑌 ) ↔ ( 𝑃𝑢𝑃𝑌 ) )
50 48 49 bitr4di ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ( 𝑃𝑢𝑃 ∈ ( 𝑢𝑌 ) ) )
51 2 uztrn2 ( ( 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → 𝑘𝑍 )
52 7 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → 𝐹 : 𝑍𝑌 )
53 52 ffvelrnda ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑘𝑍 ) → ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑌 )
54 53 biantrud ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑘𝑍 ) → ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ↔ ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ∧ ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑌 ) ) )
55 elin ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ ( 𝑢𝑌 ) ↔ ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ∧ ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑌 ) )
56 54 55 bitr4di ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑘𝑍 ) → ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ↔ ( 𝐹𝑘 ) ∈ ( 𝑢𝑌 ) ) )
57 51 56 sylan2 ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ ( 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) ) → ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ↔ ( 𝐹𝑘 ) ∈ ( 𝑢𝑌 ) ) )
58 57 anassrs ( ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ↔ ( 𝐹𝑘 ) ∈ ( 𝑢𝑌 ) ) )
59 58 ralbidva ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑗𝑍 ) → ( ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ↔ ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ ( 𝑢𝑌 ) ) )
60 59 rexbidva ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ↔ ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ ( 𝑢𝑌 ) ) )
61 50 60 imbi12d ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ( ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ↔ ( 𝑃 ∈ ( 𝑢𝑌 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ ( 𝑢𝑌 ) ) ) )
62 61 adantr ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑢𝐽 ) → ( ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ↔ ( 𝑃 ∈ ( 𝑢𝑌 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ ( 𝑢𝑌 ) ) ) )
63 62 biimpd ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑢𝐽 ) → ( ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) → ( 𝑃 ∈ ( 𝑢𝑌 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ ( 𝑢𝑌 ) ) ) )
64 eleq2 ( 𝑣 = ( 𝑢𝑌 ) → ( 𝑃𝑣𝑃 ∈ ( 𝑢𝑌 ) ) )
65 eleq2 ( 𝑣 = ( 𝑢𝑌 ) → ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ↔ ( 𝐹𝑘 ) ∈ ( 𝑢𝑌 ) ) )
66 65 rexralbidv ( 𝑣 = ( 𝑢𝑌 ) → ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ↔ ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ ( 𝑢𝑌 ) ) )
67 64 66 imbi12d ( 𝑣 = ( 𝑢𝑌 ) → ( ( 𝑃𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ↔ ( 𝑃 ∈ ( 𝑢𝑌 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ ( 𝑢𝑌 ) ) ) )
68 67 imbi2d ( 𝑣 = ( 𝑢𝑌 ) → ( ( ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) → ( 𝑃𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ↔ ( ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) → ( 𝑃 ∈ ( 𝑢𝑌 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ ( 𝑢𝑌 ) ) ) ) )
69 63 68 syl5ibrcom ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑢𝐽 ) → ( 𝑣 = ( 𝑢𝑌 ) → ( ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) → ( 𝑃𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ) )
70 69 impd ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑢𝐽 ) → ( ( 𝑣 = ( 𝑢𝑌 ) ∧ ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ) → ( 𝑃𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
71 70 rexlimdva ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ( ∃ 𝑢𝐽 ( 𝑣 = ( 𝑢𝑌 ) ∧ ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ) → ( 𝑃𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
72 47 71 syl5 ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ( ( ∃ 𝑢𝐽 𝑣 = ( 𝑢𝑌 ) ∧ ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ) → ( 𝑃𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
73 72 expdimp ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ ∃ 𝑢𝐽 𝑣 = ( 𝑢𝑌 ) ) → ( ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) → ( 𝑃𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
74 46 73 syldan ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑣𝐾 ) → ( ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) → ( 𝑃𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
75 74 ralrimdva ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ( ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) → ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑃𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
76 41 adantr ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑢𝐽 ) → 𝐽 ∈ Top )
77 42 adantr ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑢𝐽 ) → 𝑌𝑉 )
78 simpr ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑢𝐽 ) → 𝑢𝐽 )
79 elrestr ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝑌𝑉𝑢𝐽 ) → ( 𝑢𝑌 ) ∈ ( 𝐽t 𝑌 ) )
80 76 77 78 79 syl3anc ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑢𝐽 ) → ( 𝑢𝑌 ) ∈ ( 𝐽t 𝑌 ) )
81 80 1 eleqtrrdi ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑢𝐽 ) → ( 𝑢𝑌 ) ∈ 𝐾 )
82 67 rspcv ( ( 𝑢𝑌 ) ∈ 𝐾 → ( ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑃𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ) → ( 𝑃 ∈ ( 𝑢𝑌 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ ( 𝑢𝑌 ) ) ) )
83 81 82 syl ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑢𝐽 ) → ( ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑃𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ) → ( 𝑃 ∈ ( 𝑢𝑌 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ ( 𝑢𝑌 ) ) ) )
84 83 62 sylibrd ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑢𝐽 ) → ( ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑃𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ) → ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ) )
85 84 ralrimdva ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ( ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑃𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ) → ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ) )
86 75 85 impbid ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ( ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ↔ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑃𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
87 39 86 anbi12d ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ( ( 𝑃 𝐽 ∧ ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ) ↔ ( 𝑃 ∈ ( 𝑌 𝐽 ) ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑃𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ) )
88 41 8 sylib ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝐽 ) )
89 6 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → 𝑀 ∈ ℤ )
90 52 ffnd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → 𝐹 Fn 𝑍 )
91 simprr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ran 𝐹 𝐽 )
92 df-f ( 𝐹 : 𝑍 𝐽 ↔ ( 𝐹 Fn 𝑍 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) )
93 90 91 92 sylanbrc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → 𝐹 : 𝑍 𝐽 )
94 eqidd ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) ∧ 𝑘𝑍 ) → ( 𝐹𝑘 ) = ( 𝐹𝑘 ) )
95 88 2 89 93 94 lmbrf ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ( 𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑃 ↔ ( 𝑃 𝐽 ∧ ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑃𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ) ) )
96 22 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ ( 𝑌 𝐽 ) ) )
97 52 frnd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ran 𝐹𝑌 )
98 97 91 ssind ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ran 𝐹 ⊆ ( 𝑌 𝐽 ) )
99 df-f ( 𝐹 : 𝑍 ⟶ ( 𝑌 𝐽 ) ↔ ( 𝐹 Fn 𝑍 ∧ ran 𝐹 ⊆ ( 𝑌 𝐽 ) ) )
100 90 98 99 sylanbrc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → 𝐹 : 𝑍 ⟶ ( 𝑌 𝐽 ) )
101 96 2 89 100 94 lmbrf ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ( 𝐹 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑃 ↔ ( 𝑃 ∈ ( 𝑌 𝐽 ) ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑃𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ) )
102 87 95 101 3bitr4d ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) ) → ( 𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑃𝐹 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑃 ) )
103 102 ex ( 𝜑 → ( ( 𝑃 𝐽 ∧ ran 𝐹 𝐽 ) → ( 𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑃𝐹 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑃 ) ) )
104 19 35 103 pm5.21ndd ( 𝜑 → ( 𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑃𝐹 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑃 ) )