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Theorem txlm

Description: Two sequences converge iff the sequence of their ordered pairs converges. Proposition 14-2.6 of Gleason p. 230. (Contributed by NM, 16-Jul-2007) (Revised by Mario Carneiro, 5-May-2014)

Ref Expression
Hypotheses txlm.z 𝑍 = ( ℤ𝑀 )
txlm.m ( 𝜑𝑀 ∈ ℤ )
txlm.j ( 𝜑𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
txlm.k ( 𝜑𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) )
txlm.f ( 𝜑𝐹 : 𝑍𝑋 )
txlm.g ( 𝜑𝐺 : 𝑍𝑌 )
txlm.h 𝐻 = ( 𝑛𝑍 ↦ ⟨ ( 𝐹𝑛 ) , ( 𝐺𝑛 ) ⟩ )
Assertion txlm ( 𝜑 → ( ( 𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑅𝐺 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑆 ) ↔ 𝐻 ( ⇝𝑡 ‘ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ) ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 txlm.z 𝑍 = ( ℤ𝑀 )
2 txlm.m ( 𝜑𝑀 ∈ ℤ )
3 txlm.j ( 𝜑𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
4 txlm.k ( 𝜑𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) )
5 txlm.f ( 𝜑𝐹 : 𝑍𝑋 )
6 txlm.g ( 𝜑𝐺 : 𝑍𝑌 )
7 txlm.h 𝐻 = ( 𝑛𝑍 ↦ ⟨ ( 𝐹𝑛 ) , ( 𝐺𝑛 ) ⟩ )
8 r19.27v ( ( ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) → ∀ 𝑢𝐽 ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
9 r19.28v ( ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) → ∀ 𝑣𝐾 ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
10 9 ralimi ( ∀ 𝑢𝐽 ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) → ∀ 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
11 8 10 syl ( ( ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) → ∀ 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
12 simprl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ∧ ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 ) ) → 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) )
13 topontop ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) → 𝐽 ∈ Top )
14 3 13 syl ( 𝜑𝐽 ∈ Top )
15 topontop ( 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) → 𝐾 ∈ Top )
16 4 15 syl ( 𝜑𝐾 ∈ Top )
17 eqid ran ( 𝑢𝐽 , 𝑣𝐾 ↦ ( 𝑢 × 𝑣 ) ) = ran ( 𝑢𝐽 , 𝑣𝐾 ↦ ( 𝑢 × 𝑣 ) )
18 17 txval ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) → ( 𝐽 ×t 𝐾 ) = ( topGen ‘ ran ( 𝑢𝐽 , 𝑣𝐾 ↦ ( 𝑢 × 𝑣 ) ) ) )
19 14 16 18 syl2anc ( 𝜑 → ( 𝐽 ×t 𝐾 ) = ( topGen ‘ ran ( 𝑢𝐽 , 𝑣𝐾 ↦ ( 𝑢 × 𝑣 ) ) ) )
20 19 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ∧ ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 ) ) → ( 𝐽 ×t 𝐾 ) = ( topGen ‘ ran ( 𝑢𝐽 , 𝑣𝐾 ↦ ( 𝑢 × 𝑣 ) ) ) )
21 12 20 eleqtrd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ∧ ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 ) ) → 𝑤 ∈ ( topGen ‘ ran ( 𝑢𝐽 , 𝑣𝐾 ↦ ( 𝑢 × 𝑣 ) ) ) )
22 simprr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ∧ ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 ) ) → ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 )
23 tg2 ( ( 𝑤 ∈ ( topGen ‘ ran ( 𝑢𝐽 , 𝑣𝐾 ↦ ( 𝑢 × 𝑣 ) ) ) ∧ ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 ) → ∃ 𝑡 ∈ ran ( 𝑢𝐽 , 𝑣𝐾 ↦ ( 𝑢 × 𝑣 ) ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑡𝑡𝑤 ) )
24 21 22 23 syl2anc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ∧ ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 ) ) → ∃ 𝑡 ∈ ran ( 𝑢𝐽 , 𝑣𝐾 ↦ ( 𝑢 × 𝑣 ) ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑡𝑡𝑤 ) )
25 vex 𝑢 ∈ V
26 vex 𝑣 ∈ V
27 25 26 xpex ( 𝑢 × 𝑣 ) ∈ V
28 27 rgen2w 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( 𝑢 × 𝑣 ) ∈ V
29 eqid ( 𝑢𝐽 , 𝑣𝐾 ↦ ( 𝑢 × 𝑣 ) ) = ( 𝑢𝐽 , 𝑣𝐾 ↦ ( 𝑢 × 𝑣 ) )
30 eleq2 ( 𝑡 = ( 𝑢 × 𝑣 ) → ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑡 ↔ ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ) )
31 sseq1 ( 𝑡 = ( 𝑢 × 𝑣 ) → ( 𝑡𝑤 ↔ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) )
32 30 31 anbi12d ( 𝑡 = ( 𝑢 × 𝑣 ) → ( ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑡𝑡𝑤 ) ↔ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) )
33 29 32 rexrnmpo ( ∀ 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( 𝑢 × 𝑣 ) ∈ V → ( ∃ 𝑡 ∈ ran ( 𝑢𝐽 , 𝑣𝐾 ↦ ( 𝑢 × 𝑣 ) ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑡𝑡𝑤 ) ↔ ∃ 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) )
34 28 33 ax-mp ( ∃ 𝑡 ∈ ran ( 𝑢𝐽 , 𝑣𝐾 ↦ ( 𝑢 × 𝑣 ) ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑡𝑡𝑤 ) ↔ ∃ 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) )
35 24 34 sylib ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ∧ ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 ) ) → ∃ 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) )
36 35 ex ( 𝜑 → ( ( 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ∧ ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 ) → ∃ 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) )
37 r19.29 ( ( ∀ 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ∧ ∃ 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) → ∃ 𝑢𝐽 ( ∀ 𝑣𝐾 ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ∧ ∃ 𝑣𝐾 ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) )
38 r19.29 ( ( ∀ 𝑣𝐾 ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ∧ ∃ 𝑣𝐾 ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) → ∃ 𝑣𝐾 ( ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ∧ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) )
39 simprl ( ( ( ( 𝜑𝑢𝐽 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) → ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) )
40 opelxp ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ↔ ( 𝑅𝑢𝑆𝑣 ) )
41 39 40 sylib ( ( ( ( 𝜑𝑢𝐽 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) → ( 𝑅𝑢𝑆𝑣 ) )
42 pm2.27 ( 𝑅𝑢 → ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) )
43 pm2.27 ( 𝑆𝑣 → ( ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) )
44 42 43 im2anan9 ( ( 𝑅𝑢𝑆𝑣 ) → ( ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) → ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ∧ ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
45 41 44 syl ( ( ( ( 𝜑𝑢𝐽 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) → ( ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) → ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ∧ ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
46 1 rexanuz2 ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ∧ ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ↔ ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ∧ ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) )
47 1 uztrn2 ( ( 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → 𝑘𝑍 )
48 opelxpi ( ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ∧ ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) → ⟨ ( 𝐹𝑘 ) , ( 𝐺𝑘 ) ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) )
49 fveq2 ( 𝑛 = 𝑘 → ( 𝐹𝑛 ) = ( 𝐹𝑘 ) )
50 fveq2 ( 𝑛 = 𝑘 → ( 𝐺𝑛 ) = ( 𝐺𝑘 ) )
51 49 50 opeq12d ( 𝑛 = 𝑘 → ⟨ ( 𝐹𝑛 ) , ( 𝐺𝑛 ) ⟩ = ⟨ ( 𝐹𝑘 ) , ( 𝐺𝑘 ) ⟩ )
52 opex ⟨ ( 𝐹𝑘 ) , ( 𝐺𝑘 ) ⟩ ∈ V
53 51 7 52 fvmpt ( 𝑘𝑍 → ( 𝐻𝑘 ) = ⟨ ( 𝐹𝑘 ) , ( 𝐺𝑘 ) ⟩ )
54 53 eleq1d ( 𝑘𝑍 → ( ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ↔ ⟨ ( 𝐹𝑘 ) , ( 𝐺𝑘 ) ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ) )
55 48 54 syl5ibr ( 𝑘𝑍 → ( ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ∧ ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) → ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ) )
56 55 adantl ( ( ( ( ( 𝜑𝑢𝐽 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) ∧ 𝑘𝑍 ) → ( ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ∧ ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) → ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ) )
57 simplrr ( ( ( ( ( 𝜑𝑢𝐽 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) ∧ 𝑘𝑍 ) → ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 )
58 57 sseld ( ( ( ( ( 𝜑𝑢𝐽 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) ∧ 𝑘𝑍 ) → ( ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) → ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) )
59 56 58 syld ( ( ( ( ( 𝜑𝑢𝐽 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) ∧ 𝑘𝑍 ) → ( ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ∧ ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) → ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) )
60 47 59 sylan2 ( ( ( ( ( 𝜑𝑢𝐽 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) ∧ ( 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) ) → ( ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ∧ ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) → ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) )
61 60 anassrs ( ( ( ( ( ( 𝜑𝑢𝐽 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) ∧ 𝑗𝑍 ) ∧ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ∧ ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) → ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) )
62 61 ralimdva ( ( ( ( ( 𝜑𝑢𝐽 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) ∧ 𝑗𝑍 ) → ( ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ∧ ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) → ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) )
63 62 reximdva ( ( ( ( 𝜑𝑢𝐽 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) → ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ∧ ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) )
64 46 63 syl5bir ( ( ( ( 𝜑𝑢𝐽 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) → ( ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ∧ ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) )
65 45 64 syld ( ( ( ( 𝜑𝑢𝐽 ) ∧ 𝑣𝐾 ) ∧ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) → ( ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) )
66 65 ex ( ( ( 𝜑𝑢𝐽 ) ∧ 𝑣𝐾 ) → ( ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) → ( ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) ) )
67 66 impcomd ( ( ( 𝜑𝑢𝐽 ) ∧ 𝑣𝐾 ) → ( ( ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ∧ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) )
68 67 rexlimdva ( ( 𝜑𝑢𝐽 ) → ( ∃ 𝑣𝐾 ( ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ∧ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) )
69 38 68 syl5 ( ( 𝜑𝑢𝐽 ) → ( ( ∀ 𝑣𝐾 ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ∧ ∃ 𝑣𝐾 ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) )
70 69 rexlimdva ( 𝜑 → ( ∃ 𝑢𝐽 ( ∀ 𝑣𝐾 ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ∧ ∃ 𝑣𝐾 ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) )
71 37 70 syl5 ( 𝜑 → ( ( ∀ 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ∧ ∃ 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) )
72 71 expcomd ( 𝜑 → ( ∃ 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑣 ) ∧ ( 𝑢 × 𝑣 ) ⊆ 𝑤 ) → ( ∀ 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) ) )
73 36 72 syld ( 𝜑 → ( ( 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ∧ ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 ) → ( ∀ 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) ) )
74 73 expdimp ( ( 𝜑𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ) → ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ( ∀ 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) ) )
75 74 com23 ( ( 𝜑𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ) → ( ∀ 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) → ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) ) )
76 75 ralrimdva ( 𝜑 → ( ∀ 𝑢𝐽𝑣𝐾 ( ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) → ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) ) )
77 11 76 syl5 ( 𝜑 → ( ( ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) → ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) ) )
78 77 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑅𝑋𝑆𝑌 ) ) → ( ( ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) → ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) ) )
79 14 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑆𝑌𝑢𝐽 ) ) → 𝐽 ∈ Top )
80 16 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑆𝑌𝑢𝐽 ) ) → 𝐾 ∈ Top )
81 simprr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑆𝑌𝑢𝐽 ) ) → 𝑢𝐽 )
82 toponmax ( 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) → 𝑌𝐾 )
83 4 82 syl ( 𝜑𝑌𝐾 )
84 83 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑆𝑌𝑢𝐽 ) ) → 𝑌𝐾 )
85 txopn ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝑢𝐽𝑌𝐾 ) ) → ( 𝑢 × 𝑌 ) ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) )
86 79 80 81 84 85 syl22anc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑆𝑌𝑢𝐽 ) ) → ( 𝑢 × 𝑌 ) ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) )
87 eleq2 ( 𝑤 = ( 𝑢 × 𝑌 ) → ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 ↔ ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) ) )
88 eleq2 ( 𝑤 = ( 𝑢 × 𝑌 ) → ( ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ↔ ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) ) )
89 88 rexralbidv ( 𝑤 = ( 𝑢 × 𝑌 ) → ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ↔ ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) ) )
90 87 89 imbi12d ( 𝑤 = ( 𝑢 × 𝑌 ) → ( ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) ↔ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) ) ) )
91 90 rspcv ( ( 𝑢 × 𝑌 ) ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) → ( ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) → ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) ) ) )
92 86 91 syl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑆𝑌𝑢𝐽 ) ) → ( ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) → ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) ) ) )
93 simprl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑆𝑌𝑢𝐽 ) ) → 𝑆𝑌 )
94 opelxpi ( ( 𝑅𝑢𝑆𝑌 ) → ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) )
95 93 94 sylan2 ( ( 𝑅𝑢 ∧ ( 𝜑 ∧ ( 𝑆𝑌𝑢𝐽 ) ) ) → ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) )
96 95 expcom ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑆𝑌𝑢𝐽 ) ) → ( 𝑅𝑢 → ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) ) )
97 53 eleq1d ( 𝑘𝑍 → ( ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) ↔ ⟨ ( 𝐹𝑘 ) , ( 𝐺𝑘 ) ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) ) )
98 opelxp1 ( ⟨ ( 𝐹𝑘 ) , ( 𝐺𝑘 ) ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) → ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 )
99 97 98 syl6bi ( 𝑘𝑍 → ( ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) → ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) )
100 47 99 syl ( ( 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) → ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) )
101 100 ralimdva ( 𝑗𝑍 → ( ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) → ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) )
102 101 reximia ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 )
103 102 a1i ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑆𝑌𝑢𝐽 ) ) → ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) )
104 96 103 imim12d ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑆𝑌𝑢𝐽 ) ) → ( ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑢 × 𝑌 ) ) → ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ) )
105 92 104 syld ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑆𝑌𝑢𝐽 ) ) → ( ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) → ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ) )
106 105 anassrs ( ( ( 𝜑𝑆𝑌 ) ∧ 𝑢𝐽 ) → ( ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) → ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ) )
107 106 ralrimdva ( ( 𝜑𝑆𝑌 ) → ( ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) → ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ) )
108 107 adantrl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑅𝑋𝑆𝑌 ) ) → ( ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) → ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ) )
109 14 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑅𝑋𝑣𝐾 ) ) → 𝐽 ∈ Top )
110 16 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑅𝑋𝑣𝐾 ) ) → 𝐾 ∈ Top )
111 toponmax ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) → 𝑋𝐽 )
112 3 111 syl ( 𝜑𝑋𝐽 )
113 112 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑅𝑋𝑣𝐾 ) ) → 𝑋𝐽 )
114 simprr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑅𝑋𝑣𝐾 ) ) → 𝑣𝐾 )
115 txopn ( ( ( 𝐽 ∈ Top ∧ 𝐾 ∈ Top ) ∧ ( 𝑋𝐽𝑣𝐾 ) ) → ( 𝑋 × 𝑣 ) ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) )
116 109 110 113 114 115 syl22anc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑅𝑋𝑣𝐾 ) ) → ( 𝑋 × 𝑣 ) ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) )
117 eleq2 ( 𝑤 = ( 𝑋 × 𝑣 ) → ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 ↔ ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) ) )
118 eleq2 ( 𝑤 = ( 𝑋 × 𝑣 ) → ( ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ↔ ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) ) )
119 118 rexralbidv ( 𝑤 = ( 𝑋 × 𝑣 ) → ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ↔ ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) ) )
120 117 119 imbi12d ( 𝑤 = ( 𝑋 × 𝑣 ) → ( ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) ↔ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) ) ) )
121 120 rspcv ( ( 𝑋 × 𝑣 ) ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) → ( ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) → ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) ) ) )
122 116 121 syl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑅𝑋𝑣𝐾 ) ) → ( ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) → ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) ) ) )
123 opelxpi ( ( 𝑅𝑋𝑆𝑣 ) → ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) )
124 123 ex ( 𝑅𝑋 → ( 𝑆𝑣 → ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) ) )
125 124 ad2antrl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑅𝑋𝑣𝐾 ) ) → ( 𝑆𝑣 → ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) ) )
126 53 eleq1d ( 𝑘𝑍 → ( ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) ↔ ⟨ ( 𝐹𝑘 ) , ( 𝐺𝑘 ) ⟩ ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) ) )
127 opelxp2 ( ⟨ ( 𝐹𝑘 ) , ( 𝐺𝑘 ) ⟩ ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) → ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 )
128 126 127 syl6bi ( 𝑘𝑍 → ( ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) → ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) )
129 47 128 syl ( ( 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ) → ( ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) → ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) )
130 129 ralimdva ( 𝑗𝑍 → ( ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) → ∀ 𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) )
131 130 reximia ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 )
132 131 a1i ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑅𝑋𝑣𝐾 ) ) → ( ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) )
133 125 132 imim12d ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑅𝑋𝑣𝐾 ) ) → ( ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ ( 𝑋 × 𝑣 ) ) → ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
134 122 133 syld ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑅𝑋𝑣𝐾 ) ) → ( ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) → ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
135 134 anassrs ( ( ( 𝜑𝑅𝑋 ) ∧ 𝑣𝐾 ) → ( ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) → ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
136 135 ralrimdva ( ( 𝜑𝑅𝑋 ) → ( ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) → ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
137 136 adantrr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑅𝑋𝑆𝑌 ) ) → ( ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) → ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) )
138 108 137 jcad ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑅𝑋𝑆𝑌 ) ) → ( ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) → ( ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ) )
139 78 138 impbid ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑅𝑋𝑆𝑌 ) ) → ( ( ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ↔ ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) ) )
140 139 pm5.32da ( 𝜑 → ( ( ( 𝑅𝑋𝑆𝑌 ) ∧ ( ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ) ↔ ( ( 𝑅𝑋𝑆𝑌 ) ∧ ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) ) ) )
141 opelxp ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ↔ ( 𝑅𝑋𝑆𝑌 ) )
142 141 anbi1i ( ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ∧ ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) ) ↔ ( ( 𝑅𝑋𝑆𝑌 ) ∧ ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) ) )
143 140 142 bitr4di ( 𝜑 → ( ( ( 𝑅𝑋𝑆𝑌 ) ∧ ( ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ) ↔ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ∧ ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) ) ) )
144 eqidd ( ( 𝜑𝑘𝑍 ) → ( 𝐹𝑘 ) = ( 𝐹𝑘 ) )
145 3 1 2 5 144 lmbrf ( 𝜑 → ( 𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑅 ↔ ( 𝑅𝑋 ∧ ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ) ) )
146 eqidd ( ( 𝜑𝑘𝑍 ) → ( 𝐺𝑘 ) = ( 𝐺𝑘 ) )
147 4 1 2 6 146 lmbrf ( 𝜑 → ( 𝐺 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑆 ↔ ( 𝑆𝑌 ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ) )
148 145 147 anbi12d ( 𝜑 → ( ( 𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑅𝐺 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑆 ) ↔ ( ( 𝑅𝑋 ∧ ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ) ∧ ( 𝑆𝑌 ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ) ) )
149 an4 ( ( ( 𝑅𝑋 ∧ ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ) ∧ ( 𝑆𝑌 ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ) ↔ ( ( 𝑅𝑋𝑆𝑌 ) ∧ ( ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ) )
150 148 149 bitrdi ( 𝜑 → ( ( 𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑅𝐺 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑆 ) ↔ ( ( 𝑅𝑋𝑆𝑌 ) ∧ ( ∀ 𝑢𝐽 ( 𝑅𝑢 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐹𝑘 ) ∈ 𝑢 ) ∧ ∀ 𝑣𝐾 ( 𝑆𝑣 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐺𝑘 ) ∈ 𝑣 ) ) ) ) )
151 txtopon ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑌 ) ) → ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ∈ ( TopOn ‘ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) )
152 3 4 151 syl2anc ( 𝜑 → ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ∈ ( TopOn ‘ ( 𝑋 × 𝑌 ) ) )
153 5 ffvelrnda ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → ( 𝐹𝑛 ) ∈ 𝑋 )
154 6 ffvelrnda ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → ( 𝐺𝑛 ) ∈ 𝑌 )
155 153 154 opelxpd ( ( 𝜑𝑛𝑍 ) → ⟨ ( 𝐹𝑛 ) , ( 𝐺𝑛 ) ⟩ ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) )
156 155 7 fmptd ( 𝜑𝐻 : 𝑍 ⟶ ( 𝑋 × 𝑌 ) )
157 eqidd ( ( 𝜑𝑘𝑍 ) → ( 𝐻𝑘 ) = ( 𝐻𝑘 ) )
158 152 1 2 156 157 lmbrf ( 𝜑 → ( 𝐻 ( ⇝𝑡 ‘ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ) ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ↔ ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ∧ ∀ 𝑤 ∈ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ( ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ∈ 𝑤 → ∃ 𝑗𝑍𝑘 ∈ ( ℤ𝑗 ) ( 𝐻𝑘 ) ∈ 𝑤 ) ) ) )
159 143 150 158 3bitr4d ( 𝜑 → ( ( 𝐹 ( ⇝𝑡𝐽 ) 𝑅𝐺 ( ⇝𝑡𝐾 ) 𝑆 ) ↔ 𝐻 ( ⇝𝑡 ‘ ( 𝐽 ×t 𝐾 ) ) ⟨ 𝑅 , 𝑆 ⟩ ) )