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Theorem cnpco 17333
Description: The composition of two continuous functions at point  P is a continuous function at point 
P. Proposition of [BourbakiTop1] p. I.9. (Contributed by FL, 16-Nov-2006.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 27-Dec-2014.)
Assertion
Ref Expression
cnpco  |-  ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `
 P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L ) `  ( F `  P ) ) )  ->  ( G  o.  F )  e.  ( ( J  CnP  L ) `  P ) )

Proof of Theorem cnpco
Dummy variables  x  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cnptop1 17308 . . . 4  |-  ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P )  ->  J  e.  Top )
21adantr 453 . . 3  |-  ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `
 P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L ) `  ( F `  P ) ) )  ->  J  e.  Top )
3 cnptop2 17309 . . . 4  |-  ( G  e.  ( ( K  CnP  L ) `  ( F `  P ) )  ->  L  e.  Top )
43adantl 454 . . 3  |-  ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `
 P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L ) `  ( F `  P ) ) )  ->  L  e.  Top )
5 eqid 2438 . . . . 5  |-  U. J  =  U. J
65cnprcl 17311 . . . 4  |-  ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P )  ->  P  e.  U. J )
76adantr 453 . . 3  |-  ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `
 P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L ) `  ( F `  P ) ) )  ->  P  e.  U. J )
82, 4, 73jca 1135 . 2  |-  ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `
 P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L ) `  ( F `  P ) ) )  ->  ( J  e.  Top  /\  L  e.  Top  /\  P  e. 
U. J ) )
9 eqid 2438 . . . . . 6  |-  U. K  =  U. K
10 eqid 2438 . . . . . 6  |-  U. L  =  U. L
119, 10cnpf 17313 . . . . 5  |-  ( G  e.  ( ( K  CnP  L ) `  ( F `  P ) )  ->  G : U. K --> U. L )
1211adantl 454 . . . 4  |-  ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `
 P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L ) `  ( F `  P ) ) )  ->  G : U. K --> U. L
)
135, 9cnpf 17313 . . . . 5  |-  ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P )  ->  F : U. J --> U. K
)
1413adantr 453 . . . 4  |-  ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `
 P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L ) `  ( F `  P ) ) )  ->  F : U. J --> U. K
)
15 fco 5602 . . . 4  |-  ( ( G : U. K --> U. L  /\  F : U. J --> U. K )  -> 
( G  o.  F
) : U. J --> U. L )
1612, 14, 15syl2anc 644 . . 3  |-  ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `
 P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L ) `  ( F `  P ) ) )  ->  ( G  o.  F ) : U. J --> U. L
)
17 simplr 733 . . . . . . 7  |-  ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K
) `  P )  /\  G  e.  (
( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  ( z  e.  L  /\  ( ( G  o.  F ) `
 P )  e.  z ) )  ->  G  e.  ( ( K  CnP  L ) `  ( F `  P ) ) )
18 simprl 734 . . . . . . 7  |-  ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K
) `  P )  /\  G  e.  (
( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  ( z  e.  L  /\  ( ( G  o.  F ) `
 P )  e.  z ) )  -> 
z  e.  L )
19 fvco3 5802 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F : U. J --> U. K  /\  P  e. 
U. J )  -> 
( ( G  o.  F ) `  P
)  =  ( G `
 ( F `  P ) ) )
2014, 7, 19syl2anc 644 . . . . . . . . 9  |-  ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `
 P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L ) `  ( F `  P ) ) )  ->  (
( G  o.  F
) `  P )  =  ( G `  ( F `  P ) ) )
2120adantr 453 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K
) `  P )  /\  G  e.  (
( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  ( z  e.  L  /\  ( ( G  o.  F ) `
 P )  e.  z ) )  -> 
( ( G  o.  F ) `  P
)  =  ( G `
 ( F `  P ) ) )
22 simprr 735 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K
) `  P )  /\  G  e.  (
( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  ( z  e.  L  /\  ( ( G  o.  F ) `
 P )  e.  z ) )  -> 
( ( G  o.  F ) `  P
)  e.  z )
2321, 22eqeltrrd 2513 . . . . . . 7  |-  ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K
) `  P )  /\  G  e.  (
( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  ( z  e.  L  /\  ( ( G  o.  F ) `
 P )  e.  z ) )  -> 
( G `  ( F `  P )
)  e.  z )
24 cnpimaex 17322 . . . . . . 7  |-  ( ( G  e.  ( ( K  CnP  L ) `
 ( F `  P ) )  /\  z  e.  L  /\  ( G `  ( F `
 P ) )  e.  z )  ->  E. y  e.  K  ( ( F `  P )  e.  y  /\  ( G "
y )  C_  z
) )
2517, 18, 23, 24syl3anc 1185 . . . . . 6  |-  ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K
) `  P )  /\  G  e.  (
( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  ( z  e.  L  /\  ( ( G  o.  F ) `
 P )  e.  z ) )  ->  E. y  e.  K  ( ( F `  P )  e.  y  /\  ( G "
y )  C_  z
) )
26 simplll 736 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  ( z  e.  L  /\  ( ( G  o.  F ) `
 P )  e.  z ) )  /\  ( y  e.  K  /\  ( ( F `  P )  e.  y  /\  ( G "
y )  C_  z
) ) )  ->  F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P ) )
27 simprl 734 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  ( z  e.  L  /\  ( ( G  o.  F ) `
 P )  e.  z ) )  /\  ( y  e.  K  /\  ( ( F `  P )  e.  y  /\  ( G "
y )  C_  z
) ) )  -> 
y  e.  K )
28 simprrl 742 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  ( z  e.  L  /\  ( ( G  o.  F ) `
 P )  e.  z ) )  /\  ( y  e.  K  /\  ( ( F `  P )  e.  y  /\  ( G "
y )  C_  z
) ) )  -> 
( F `  P
)  e.  y )
29 cnpimaex 17322 . . . . . . . 8  |-  ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `
 P )  /\  y  e.  K  /\  ( F `  P )  e.  y )  ->  E. x  e.  J  ( P  e.  x  /\  ( F " x
)  C_  y )
)
3026, 27, 28, 29syl3anc 1185 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  ( z  e.  L  /\  ( ( G  o.  F ) `
 P )  e.  z ) )  /\  ( y  e.  K  /\  ( ( F `  P )  e.  y  /\  ( G "
y )  C_  z
) ) )  ->  E. x  e.  J  ( P  e.  x  /\  ( F " x
)  C_  y )
)
31 imaco 5377 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( G  o.  F )
" x )  =  ( G " ( F " x ) )
32 imass2 5242 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( F " x ) 
C_  y  ->  ( G " ( F "
x ) )  C_  ( G " y ) )
3331, 32syl5eqss 3394 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F " x ) 
C_  y  ->  (
( G  o.  F
) " x ) 
C_  ( G "
y ) )
34 simprrr 743 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  ( z  e.  L  /\  ( ( G  o.  F ) `
 P )  e.  z ) )  /\  ( y  e.  K  /\  ( ( F `  P )  e.  y  /\  ( G "
y )  C_  z
) ) )  -> 
( G " y
)  C_  z )
35 sstr2 3357 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( G  o.  F
) " x ) 
C_  ( G "
y )  ->  (
( G " y
)  C_  z  ->  ( ( G  o.  F
) " x ) 
C_  z ) )
3634, 35syl5com 29 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  ( z  e.  L  /\  ( ( G  o.  F ) `
 P )  e.  z ) )  /\  ( y  e.  K  /\  ( ( F `  P )  e.  y  /\  ( G "
y )  C_  z
) ) )  -> 
( ( ( G  o.  F ) "
x )  C_  ( G " y )  -> 
( ( G  o.  F ) " x
)  C_  z )
)
3733, 36syl5 31 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  ( z  e.  L  /\  ( ( G  o.  F ) `
 P )  e.  z ) )  /\  ( y  e.  K  /\  ( ( F `  P )  e.  y  /\  ( G "
y )  C_  z
) ) )  -> 
( ( F "
x )  C_  y  ->  ( ( G  o.  F ) " x
)  C_  z )
)
3837anim2d 550 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  ( z  e.  L  /\  ( ( G  o.  F ) `
 P )  e.  z ) )  /\  ( y  e.  K  /\  ( ( F `  P )  e.  y  /\  ( G "
y )  C_  z
) ) )  -> 
( ( P  e.  x  /\  ( F
" x )  C_  y )  ->  ( P  e.  x  /\  ( ( G  o.  F ) " x
)  C_  z )
) )
3938reximdv 2819 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  ( z  e.  L  /\  ( ( G  o.  F ) `
 P )  e.  z ) )  /\  ( y  e.  K  /\  ( ( F `  P )  e.  y  /\  ( G "
y )  C_  z
) ) )  -> 
( E. x  e.  J  ( P  e.  x  /\  ( F
" x )  C_  y )  ->  E. x  e.  J  ( P  e.  x  /\  (
( G  o.  F
) " x ) 
C_  z ) ) )
4030, 39mpd 15 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `  P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  ( z  e.  L  /\  ( ( G  o.  F ) `
 P )  e.  z ) )  /\  ( y  e.  K  /\  ( ( F `  P )  e.  y  /\  ( G "
y )  C_  z
) ) )  ->  E. x  e.  J  ( P  e.  x  /\  ( ( G  o.  F ) " x
)  C_  z )
)
4125, 40rexlimddv 2836 . . . . 5  |-  ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K
) `  P )  /\  G  e.  (
( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  ( z  e.  L  /\  ( ( G  o.  F ) `
 P )  e.  z ) )  ->  E. x  e.  J  ( P  e.  x  /\  ( ( G  o.  F ) " x
)  C_  z )
)
4241expr 600 . . . 4  |-  ( ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K
) `  P )  /\  G  e.  (
( K  CnP  L
) `  ( F `  P ) ) )  /\  z  e.  L
)  ->  ( (
( G  o.  F
) `  P )  e.  z  ->  E. x  e.  J  ( P  e.  x  /\  (
( G  o.  F
) " x ) 
C_  z ) ) )
4342ralrimiva 2791 . . 3  |-  ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `
 P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L ) `  ( F `  P ) ) )  ->  A. z  e.  L  ( (
( G  o.  F
) `  P )  e.  z  ->  E. x  e.  J  ( P  e.  x  /\  (
( G  o.  F
) " x ) 
C_  z ) ) )
4416, 43jca 520 . 2  |-  ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `
 P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L ) `  ( F `  P ) ) )  ->  (
( G  o.  F
) : U. J --> U. L  /\  A. z  e.  L  ( (
( G  o.  F
) `  P )  e.  z  ->  E. x  e.  J  ( P  e.  x  /\  (
( G  o.  F
) " x ) 
C_  z ) ) ) )
455, 10iscnp2 17305 . 2  |-  ( ( G  o.  F )  e.  ( ( J  CnP  L ) `  P )  <->  ( ( J  e.  Top  /\  L  e.  Top  /\  P  e. 
U. J )  /\  ( ( G  o.  F ) : U. J
--> U. L  /\  A. z  e.  L  (
( ( G  o.  F ) `  P
)  e.  z  ->  E. x  e.  J  ( P  e.  x  /\  ( ( G  o.  F ) " x
)  C_  z )
) ) ) )
468, 44, 45sylanbrc 647 1  |-  ( ( F  e.  ( ( J  CnP  K ) `
 P )  /\  G  e.  ( ( K  CnP  L ) `  ( F `  P ) ) )  ->  ( G  o.  F )  e.  ( ( J  CnP  L ) `  P ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 360    /\ w3a 937    = wceq 1653    e. wcel 1726   A.wral 2707   E.wrex 2708    C_ wss 3322   U.cuni 4017   "cima 4883    o. ccom 4884   -->wf 5452   ` cfv 5456  (class class class)co 6083   Topctop 16960    CnP ccnp 17291
This theorem is referenced by:  limccnp  19780  limccnp2  19781  efrlim  20810
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1556  ax-5 1567  ax-17 1627  ax-9 1667  ax-8 1688  ax-13 1728  ax-14 1730  ax-6 1745  ax-7 1750  ax-11 1762  ax-12 1951  ax-ext 2419  ax-sep 4332  ax-nul 4340  ax-pow 4379  ax-pr 4405  ax-un 4703
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3an 939  df-tru 1329  df-ex 1552  df-nf 1555  df-sb 1660  df-eu 2287  df-mo 2288  df-clab 2425  df-cleq 2431  df-clel 2434  df-nfc 2563  df-ne 2603  df-ral 2712  df-rex 2713  df-rab 2716  df-v 2960  df-sbc 3164  df-csb 3254  df-dif 3325  df-un 3327  df-in 3329  df-ss 3336  df-nul 3631  df-if 3742  df-pw 3803  df-sn 3822  df-pr 3823  df-op 3825  df-uni 4018  df-iun 4097  df-br 4215  df-opab 4269  df-mpt 4270  df-id 4500  df-xp 4886  df-rel 4887  df-cnv 4888  df-co 4889  df-dm 4890  df-rn 4891  df-res 4892  df-ima 4893  df-iota 5420  df-fun 5458  df-fn 5459  df-f 5460  df-fv 5464  df-ov 6086  df-oprab 6087  df-mpt2 6088  df-1st 6351  df-2nd 6352  df-map 7022  df-top 16965  df-topon 16968  df-cnp 17294
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