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Theorem ptcld 17307
Description: A closed box in the product topology. (Contributed by Stefan O'Rear, 22-Feb-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
ptcld.a  |-  ( ph  ->  A  e.  V )
ptcld.f  |-  ( ph  ->  F : A --> Top )
ptcld.c  |-  ( (
ph  /\  k  e.  A )  ->  C  e.  ( Clsd `  ( F `  k )
) )
Assertion
Ref Expression
ptcld  |-  ( ph  -> 
X_ k  e.  A  C  e.  ( Clsd `  ( Xt_ `  F
) ) )
Distinct variable groups:    ph, k    A, k    k, F    k, V
Allowed substitution hint:    C( k)

Proof of Theorem ptcld
Dummy variable  x is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ptcld.c . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  k  e.  A )  ->  C  e.  ( Clsd `  ( F `  k )
) )
2 eqid 2283 . . . . . 6  |-  U. ( F `  k )  =  U. ( F `  k )
32cldss 16766 . . . . 5  |-  ( C  e.  ( Clsd `  ( F `  k )
)  ->  C  C_  U. ( F `  k )
)
41, 3syl 15 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  k  e.  A )  ->  C  C_ 
U. ( F `  k ) )
54ralrimiva 2626 . . 3  |-  ( ph  ->  A. k  e.  A  C  C_  U. ( F `
 k ) )
6 boxriin 6858 . . 3  |-  ( A. k  e.  A  C  C_ 
U. ( F `  k )  ->  X_ k  e.  A  C  =  ( X_ k  e.  A  U. ( F `  k
)  i^i  |^|_ x  e.  A  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) ) ) )
75, 6syl 15 . 2  |-  ( ph  -> 
X_ k  e.  A  C  =  ( X_ k  e.  A  U. ( F `  k )  i^i  |^|_ x  e.  A  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) ) ) )
8 ptcld.a . . . . 5  |-  ( ph  ->  A  e.  V )
9 ptcld.f . . . . 5  |-  ( ph  ->  F : A --> Top )
10 eqid 2283 . . . . . 6  |-  ( Xt_ `  F )  =  (
Xt_ `  F )
1110ptuni 17289 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  -> 
X_ k  e.  A  U. ( F `  k
)  =  U. ( Xt_ `  F ) )
128, 9, 11syl2anc 642 . . . 4  |-  ( ph  -> 
X_ k  e.  A  U. ( F `  k
)  =  U. ( Xt_ `  F ) )
1312ineq1d 3369 . . 3  |-  ( ph  ->  ( X_ k  e.  A  U. ( F `
 k )  i^i  |^|_ x  e.  A  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) ) )  =  ( U. ( Xt_ `  F
)  i^i  |^|_ x  e.  A  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) ) ) )
14 pttop 17277 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  ->  ( Xt_ `  F
)  e.  Top )
158, 9, 14syl2anc 642 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( Xt_ `  F
)  e.  Top )
16 sseq1 3199 . . . . . . . . . . 11  |-  ( C  =  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) )  -> 
( C  C_  U. ( F `  k )  <->  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) )  C_  U. ( F `  k )
) )
17 sseq1 3199 . . . . . . . . . . 11  |-  ( U. ( F `  k )  =  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) )  -> 
( U. ( F `
 k )  C_  U. ( F `  k
)  <->  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k
) )  C_  U. ( F `  k )
) )
18 simpl 443 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( C  C_  U. ( F `  k )  /\  k  =  x
)  ->  C  C_  U. ( F `  k )
)
19 ssid 3197 . . . . . . . . . . . 12  |-  U. ( F `  k )  C_ 
U. ( F `  k )
2019a1i 10 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( C  C_  U. ( F `  k )  /\  -.  k  =  x )  ->  U. ( F `  k )  C_ 
U. ( F `  k ) )
2116, 17, 18, 20ifbothda 3595 . . . . . . . . . 10  |-  ( C 
C_  U. ( F `  k )  ->  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) )  C_  U. ( F `  k )
)
2221ralimi 2618 . . . . . . . . 9  |-  ( A. k  e.  A  C  C_ 
U. ( F `  k )  ->  A. k  e.  A  if (
k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k )
)  C_  U. ( F `  k )
)
23 ss2ixp 6829 . . . . . . . . 9  |-  ( A. k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) )  C_  U. ( F `  k )  -> 
X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) )  C_  X_ k  e.  A  U. ( F `
 k ) )
245, 22, 233syl 18 . . . . . . . 8  |-  ( ph  -> 
X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) )  C_  X_ k  e.  A  U. ( F `
 k ) )
2524adantr 451 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  X_ k  e.  A  if (
k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k )
)  C_  X_ k  e.  A  U. ( F `
 k ) )
2612adantr 451 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  X_ k  e.  A  U. ( F `  k )  =  U. ( Xt_ `  F
) )
2725, 26sseqtrd 3214 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  X_ k  e.  A  if (
k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k )
)  C_  U. ( Xt_ `  F ) )
2812eqcomd 2288 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  U. ( Xt_ `  F
)  =  X_ k  e.  A  U. ( F `  k )
)
2928difeq1d 3293 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( U. ( Xt_ `  F )  \  X_ k  e.  A  if (
k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k )
) )  =  (
X_ k  e.  A  U. ( F `  k
)  \  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) ) ) )
3029adantr 451 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  ( U. ( Xt_ `  F
)  \  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) ) )  =  ( X_ k  e.  A  U. ( F `  k )  \  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) ) ) )
31 simpr 447 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  x  e.  A )
325adantr 451 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  A. k  e.  A  C  C_  U. ( F `  k )
)
33 boxcutc 6859 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  A  /\  A. k  e.  A  C  C_ 
U. ( F `  k ) )  -> 
( X_ k  e.  A  U. ( F `  k
)  \  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) ) )  =  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  ( U. ( F `  k )  \  C ) ,  U. ( F `  k ) ) )
3431, 32, 33syl2anc 642 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  ( X_ k  e.  A  U. ( F `  k ) 
\  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) ) )  =  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  ( U. ( F `  k )  \  C ) ,  U. ( F `  k ) ) )
35 ixpeq2 6830 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. k  e.  A  if ( k  =  x ,  ( U. ( F `  k )  \  C ) ,  U. ( F `  k ) )  =  if ( k  =  x ,  ( U. ( F `
 x )  \  [_ x  /  k ]_ C ) ,  U. ( F `  k ) )  ->  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  ( U. ( F `  k )  \  C
) ,  U. ( F `  k )
)  =  X_ k  e.  A  if (
k  =  x ,  ( U. ( F `
 x )  \  [_ x  /  k ]_ C ) ,  U. ( F `  k ) ) )
36 fveq2 5525 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  =  x  ->  ( F `  k )  =  ( F `  x ) )
3736unieqd 3838 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  =  x  ->  U. ( F `  k )  =  U. ( F `  x ) )
38 csbeq1a 3089 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  =  x  ->  C  =  [_ x  /  k ]_ C )
3937, 38difeq12d 3295 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  =  x  ->  ( U. ( F `  k
)  \  C )  =  ( U. ( F `  x )  \  [_ x  /  k ]_ C ) )
4039adantl 452 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( k  e.  A  /\  k  =  x )  ->  ( U. ( F `
 k )  \  C )  =  ( U. ( F `  x )  \  [_ x  /  k ]_ C
) )
4140ifeq1da 3590 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  A  ->  if ( k  =  x ,  ( U. ( F `  k )  \  C ) ,  U. ( F `  k ) )  =  if ( k  =  x ,  ( U. ( F `
 x )  \  [_ x  /  k ]_ C ) ,  U. ( F `  k ) ) )
4235, 41mprg 2612 . . . . . . . . 9  |-  X_ k  e.  A  if (
k  =  x ,  ( U. ( F `
 k )  \  C ) ,  U. ( F `  k ) )  =  X_ k  e.  A  if (
k  =  x ,  ( U. ( F `
 x )  \  [_ x  /  k ]_ C ) ,  U. ( F `  k ) )
4342a1i 10 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  X_ k  e.  A  if (
k  =  x ,  ( U. ( F `
 k )  \  C ) ,  U. ( F `  k ) )  =  X_ k  e.  A  if (
k  =  x ,  ( U. ( F `
 x )  \  [_ x  /  k ]_ C ) ,  U. ( F `  k ) ) )
4430, 34, 433eqtrd 2319 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  ( U. ( Xt_ `  F
)  \  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) ) )  =  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  ( U. ( F `  x )  \  [_ x  /  k ]_ C ) ,  U. ( F `  k ) ) )
458adantr 451 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  A  e.  V )
469adantr 451 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  F : A --> Top )
471ralrimiva 2626 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  A. k  e.  A  C  e.  ( Clsd `  ( F `  k
) ) )
48 nfv 1605 . . . . . . . . . . . 12  |-  F/ x  C  e.  ( Clsd `  ( F `  k
) )
49 nfcsb1v 3113 . . . . . . . . . . . . 13  |-  F/_ k [_ x  /  k ]_ C
5049nfel1 2429 . . . . . . . . . . . 12  |-  F/ k
[_ x  /  k ]_ C  e.  ( Clsd `  ( F `  x ) )
5136fveq2d 5529 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  =  x  ->  ( Clsd `  ( F `  k ) )  =  ( Clsd `  ( F `  x )
) )
5238, 51eleq12d 2351 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  =  x  ->  ( C  e.  ( Clsd `  ( F `  k
) )  <->  [_ x  / 
k ]_ C  e.  (
Clsd `  ( F `  x ) ) ) )
5348, 50, 52cbvral 2760 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A. k  e.  A  C  e.  ( Clsd `  ( F `  k )
)  <->  A. x  e.  A  [_ x  /  k ]_ C  e.  ( Clsd `  ( F `  x
) ) )
5447, 53sylib 188 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  A. x  e.  A  [_ x  /  k ]_ C  e.  ( Clsd `  ( F `  x
) ) )
5554r19.21bi 2641 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  [_ x  /  k ]_ C  e.  ( Clsd `  ( F `  x )
) )
56 eqid 2283 . . . . . . . . . 10  |-  U. ( F `  x )  =  U. ( F `  x )
5756cldopn 16768 . . . . . . . . 9  |-  ( [_ x  /  k ]_ C  e.  ( Clsd `  ( F `  x )
)  ->  ( U. ( F `  x ) 
\  [_ x  /  k ]_ C )  e.  ( F `  x ) )
5855, 57syl 15 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  ( U. ( F `  x
)  \  [_ x  / 
k ]_ C )  e.  ( F `  x
) )
5945, 46, 58ptopn2 17279 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  X_ k  e.  A  if (
k  =  x ,  ( U. ( F `
 x )  \  [_ x  /  k ]_ C ) ,  U. ( F `  k ) )  e.  ( Xt_ `  F ) )
6044, 59eqeltrd 2357 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  ( U. ( Xt_ `  F
)  \  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) ) )  e.  ( Xt_ `  F
) )
61 eqid 2283 . . . . . . . . 9  |-  U. ( Xt_ `  F )  = 
U. ( Xt_ `  F
)
6261iscld 16764 . . . . . . . 8  |-  ( (
Xt_ `  F )  e.  Top  ->  ( X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) )  e.  ( Clsd `  ( Xt_ `  F
) )  <->  ( X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) )  C_  U. ( Xt_ `  F )  /\  ( U. ( Xt_ `  F
)  \  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) ) )  e.  ( Xt_ `  F
) ) ) )
6315, 62syl 15 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) )  e.  ( Clsd `  ( Xt_ `  F ) )  <-> 
( X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) )  C_  U. ( Xt_ `  F )  /\  ( U. ( Xt_ `  F
)  \  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) ) )  e.  ( Xt_ `  F
) ) ) )
6463adantr 451 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  ( X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) )  e.  ( Clsd `  ( Xt_ `  F
) )  <->  ( X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) )  C_  U. ( Xt_ `  F )  /\  ( U. ( Xt_ `  F
)  \  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) ) )  e.  ( Xt_ `  F
) ) ) )
6527, 60, 64mpbir2and 888 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  X_ k  e.  A  if (
k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k )
)  e.  ( Clsd `  ( Xt_ `  F
) ) )
6665ralrimiva 2626 . . . 4  |-  ( ph  ->  A. x  e.  A  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) )  e.  ( Clsd `  ( Xt_ `  F
) ) )
6761riincld 16781 . . . 4  |-  ( ( ( Xt_ `  F
)  e.  Top  /\  A. x  e.  A  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) )  e.  ( Clsd `  ( Xt_ `  F
) ) )  -> 
( U. ( Xt_ `  F )  i^i  |^|_ x  e.  A  X_ k  e.  A  if (
k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k )
) )  e.  (
Clsd `  ( Xt_ `  F ) ) )
6815, 66, 67syl2anc 642 . . 3  |-  ( ph  ->  ( U. ( Xt_ `  F )  i^i  |^|_ x  e.  A  X_ k  e.  A  if (
k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k )
) )  e.  (
Clsd `  ( Xt_ `  F ) ) )
6913, 68eqeltrd 2357 . 2  |-  ( ph  ->  ( X_ k  e.  A  U. ( F `
 k )  i^i  |^|_ x  e.  A  X_ k  e.  A  if ( k  =  x ,  C ,  U. ( F `  k ) ) )  e.  (
Clsd `  ( Xt_ `  F ) ) )
707, 69eqeltrd 2357 1  |-  ( ph  -> 
X_ k  e.  A  C  e.  ( Clsd `  ( Xt_ `  F
) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 176    /\ wa 358    = wceq 1623    e. wcel 1684   A.wral 2543   [_csb 3081    \ cdif 3149    i^i cin 3151    C_ wss 3152   ifcif 3565   U.cuni 3827   |^|_ciin 3906   -->wf 5251   ` cfv 5255   X_cixp 6817   Xt_cpt 13343   Topctop 16631   Clsdccld 16753
This theorem is referenced by:  ptcldmpt  17308
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1533  ax-5 1544  ax-17 1603  ax-9 1635  ax-8 1643  ax-13 1686  ax-14 1688  ax-6 1703  ax-7 1708  ax-11 1715  ax-12 1866  ax-ext 2264  ax-rep 4131  ax-sep 4141  ax-nul 4149  ax-pow 4188  ax-pr 4214  ax-un 4512
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1529  df-nf 1532  df-sb 1630  df-eu 2147  df-mo 2148  df-clab 2270  df-cleq 2276  df-clel 2279  df-nfc 2408  df-ne 2448  df-ral 2548  df-rex 2549  df-reu 2550  df-rab 2552  df-v 2790  df-sbc 2992  df-csb 3082  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-pss 3168  df-nul 3456  df-if 3566  df-pw 3627  df-sn 3646  df-pr 3647  df-tp 3648  df-op 3649  df-uni 3828  df-int 3863  df-iun 3907  df-iin 3908  df-br 4024  df-opab 4078  df-mpt 4079  df-tr 4114  df-eprel 4305  df-id 4309  df-po 4314  df-so 4315  df-fr 4352  df-we 4354  df-ord 4395  df-on 4396  df-lim 4397  df-suc 4398  df-om 4657  df-xp 4695  df-rel 4696  df-cnv 4697  df-co 4698  df-dm 4699  df-rn 4700  df-res 4701  df-ima 4702  df-iota 5219  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-ov 5861  df-oprab 5862  df-mpt2 5863  df-recs 6388  df-rdg 6423  df-1o 6479  df-oadd 6483  df-er 6660  df-ixp 6818  df-en 6864  df-fin 6867  df-fi 7165  df-topgen 13344  df-pt 13345  df-top 16636  df-bases 16638  df-cld 16756
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