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Theorem xpcn 7973
Description: Construct a continuous function to the product of the codomains of two continuous functions on a common metric space. Warning: The HTML proof page is 0.5MB in size.
Hypotheses
Ref Expression
xpcn.1 X = dom dom A
xpcn.3 Y = dom dom B
xpcn.5 Z = dom dom C
xpcn.7 A Met
xpcn.8 B Met
xpcn.9 C Met
xpcn.10 D = {x, y, z((x (Y × Z) y (Y × Z)) z = sup({((1stx)B(1sty)), ((2ndx)C(2ndy))}, , < ))}
xpcn.11 J = (Open ‘A)
xpcn.12 K = (Open ‘B)
xpcn.11a L = (Open ‘C)
xpcn.11b M = (Open ‘D)
xpcn.13 H = {w, v(w X v = (Fw), (Gw))}
Assertion
Ref Expression
xpcn ((F (J Cn K) G (J Cn L)) → H (J Cn M))
Distinct variable groups:   x,y,z,B   x,C,y,z   w,v,x,y,z,F   v,G,w,x,y,z   w,J   w,K   w,L   v,X,w   v,Y,w,x,y,z   v,Z,w,x,y,z

Proof of Theorem xpcn
StepHypRef Expression
1 ffvelrn 3820 . . . . . . . . 9 ((F:X–→Y w X) → (Fw) Y)
2 xpcn.7 . . . . . . . . . 10 A Met
3 xpcn.8 . . . . . . . . . 10 B Met
4 xpcn.1 . . . . . . . . . . 11 X = dom dom A
5 xpcn.3 . . . . . . . . . . 11 Y = dom dom B
6 xpcn.11 . . . . . . . . . . 11 J = (Open ‘A)
7 xpcn.12 . . . . . . . . . . 11 K = (Open ‘B)
84, 5, 6, 7metcnf 7881 . . . . . . . . . 10 ((A Met B Met F (J Cn K)) → F:X–→Y)
92, 3, 8mp3an12 908 . . . . . . . . 9 (F (J Cn K) → F:X–→Y)
101, 9sylan 450 . . . . . . . 8 ((F (J Cn K) w X) → (Fw) Y)
11 ffvelrn 3820 . . . . . . . . 9 ((G:X–→Z w X) → (Gw) Z)
12 xpcn.9 . . . . . . . . . 10 C Met
13 xpcn.5 . . . . . . . . . . 11 Z = dom dom C
14 xpcn.11a . . . . . . . . . . 11 L = (Open ‘C)
154, 13, 6, 14metcnf 7881 . . . . . . . . . 10 ((A Met C Met G (J Cn L)) → G:X–→Z)
162, 12, 15mp3an12 908 . . . . . . . . 9 (G (J Cn L) → G:X–→Z)
1711, 16sylan 450 . . . . . . . 8 ((G (J Cn L) w X) → (Gw) Z)
1810, 17anim12i 333 . . . . . . 7 (((F (J Cn K) w X) (G (J Cn L) w X)) → ((Fw) Y (Gw) Z))
1918anandirs 515 . . . . . 6 (((F (J Cn K) G (J Cn L)) w X) → ((Fw) Y (Gw) Z))
20 opelxpi 3223 . . . . . 6 (((Fw) Y (Gw) Z) → (Fw), (Gw) (Y × Z))
2119, 20syl 10 . . . . 5 (((F (J Cn K) G (J Cn L)) w X) → (Fw), (Gw) (Y × Z))
2221r19.21aiva 1717 . . . 4 ((F (J Cn K) G (J Cn L)) → w X (Fw), (Gw) (Y × Z))
23 xpcn.13 . . . . 5 H = {w, v(w X v = (Fw), (Gw))}
2423fopab2 3829 . . . 4 (w X (Fw), (Gw) (Y × Z) ↔ H:X–→(Y × Z))
2522, 24sylib 198 . . 3 ((F (J Cn K) G (J Cn L)) → H:X–→(Y × Z))
264, 6, 5, 7metcni 7891 . . . . . . . . . 10 (((A Met B Met F (J Cn K)) (u X t 0 < t)) → p (0 < p r X ((uAr) < p → ((Fu)B(Fr)) < t)))
272, 26mp3anl1 912 . . . . . . . . 9 (((B Met F (J Cn K)) (u X t 0 < t)) → p (0 < p r X ((uAr) < p → ((Fu)B(Fr)) < t)))
283, 27mpanl1 708 . . . . . . . 8 ((F (J Cn K) (u X t 0 < t)) → p (0 < p r X ((uAr) < p → ((Fu)B(Fr)) < t)))
2928adantlr 395 . . . . . . 7 (((F (J Cn K) G (J Cn L)) (u X t 0 < t)) → p (0 < p r X ((uAr) < p → ((Fu)B(Fr)) < t)))
304, 6, 13, 14metcni 7891 . . . . . . . . . 10 (((A Met C Met G (J Cn L)) (u X t 0 < t)) → q (0 < q r X ((uAr) < q → ((Gu)C(Gr)) < t)))
312, 30mp3anl1 912 . . . . . . . . 9 (((C Met G (J Cn L)) (u X t 0 < t)) → q (0 < q r X ((uAr) < q → ((Gu)C(Gr)) < t)))
3212, 31mpanl1 708 . . . . . . . 8 ((G (J Cn L) (u X t 0 < t)) → q (0 < q r X ((uAr) < q → ((Gu)C(Gr)) < t)))
3332adantll 394 . . . . . . 7 (((F (J Cn K) G (J Cn L)) (u X t 0 < t)) → q (0 < q r X ((uAr) < q → ((Gu)C(Gr)) < t)))
34 breq2 2628 . . . . . . . . . . . . . . 15 (s = if(pq, p, q) → (0 < s ↔ 0 < if(pq, p, q)))
35 breq2 2628 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (s = if(pq, p, q) → ((uAr) < s ↔ (uAr) < if(pq, p, q)))
3635imbi1d 615 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (s = if(pq, p, q) → (((uAr) < s → ((Hu)D(Hr)) < t) ↔ ((uAr) < if(pq, p, q) → ((Hu)D(Hr)) < t)))
3736ralbidv 1666 . . . . . . . . . . . . . . 15 (s = if(pq, p, q) → (r X ((uAr) < s → ((Hu)D(Hr)) < t) ↔ r X ((uAr) < if(pq, p, q) → ((Hu)D(Hr)) < t)))
3834, 37anbi12d 630 . . . . . . . . . . . . . 14 (s = if(pq, p, q) → ((0 < s r X ((uAr) < s → ((Hu)D(Hr)) < t)) ↔ (0 < if(pq, p, q) r X ((uAr) < if(pq, p, q) → ((Hu)D(Hr)) < t))))
3938rcla4ev 1880 . . . . . . . . . . . . 13 (( if(pq, p, q) (0 < if(pq, p, q) r X ((uAr) < if(pq, p, q) → ((Hu)D(Hr)) < t))) → s (0 < s r X ((uAr) < s → ((Hu)D(Hr)) < t)))
40 ifcl 2384 . . . . . . . . . . . . . 14 ((p q ) → if(pq, p, q) )
4140ad2antlr 407 . . . . . . . . . . . . 13 (((((F (J Cn K) G (J Cn L)) (u X t 0 < t)) (p q )) ((0 < p 0 < q) r X (((uAr) < p → ((Fu)B(Fr)) < t) ((uAr) < q → ((Gu)C(Gr)) < t)))) → if(pq, p, q) )
42 breq2 2628 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (p = if(pq, p, q) → (0 < p ↔ 0 < if(pq, p, q)))
43 breq2 2628 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (q = if(pq, p, q) → (0 < q ↔ 0 < if(pq, p, q)))
4442, 43ifboth 2379 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((0 < p 0 < q) → 0 < if(pq, p, q))
4544ad2antrl 408 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((F (J Cn K) G (J Cn L)) (u X t 0 < t)) (p q )) ((0 < p 0 < q) r X (((uAr) < p → ((Fu)B(Fr)) < t) ((uAr) < q → ((Gu)C(Gr)) < t)))) → 0 < if(pq, p, q))
46 ltmint 5925 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((uAr) p q ) → ((uAr) < if(pq, p, q) ↔ ((uAr) < p (uAr) < q)))
4746biimpd 153 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((uAr) p q ) → ((uAr) < if(pq, p, q) → ((uAr) < p (uAr) < q)))
484metcl 7808 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((A Met u X r X) → (uAr) )
492, 48mp3an1 905 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((u X r X) → (uAr) )
50493ad2antl1 811 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((u X t 0 < t) r X) → (uAr) )
5147, 50syl3an1 861 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((((u X t 0 < t) r X) p q ) → ((uAr) < if(pq, p, q) → ((uAr) < p (uAr) < q)))
52513expb 836 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((((u X t 0 < t) r X) (p q )) → ((uAr) < if(pq, p, q) → ((uAr) < p (uAr) < q)))
5352an1rs 491 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((u X t 0 < t) (p q )) r X) → ((uAr) < if(pq, p, q) → ((uAr) < p (uAr) < q)))
5453adantlll 398 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((((F (J Cn K) G (J Cn L)) (u X t 0 < t)) (p q )) r X) → ((uAr) < if(pq, p, q) → ((uAr) < p (uAr) < q)))
55 fveq2 3730 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (w = u → (Fw) = (Fu))
56 fveq2 3730 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (w = u → (Gw) = (Gu))
5755, 56opeq12d 2499 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (w = u(Fw), (Gw) = (Fu), (Gu))
58 opex 2788 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (Fu), (Gu) V
5957, 23, 58fvopab4 3786 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (u X → (Hu) = (Fu), (Gu))
60 fveq2 3730 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (w = r → (Fw) = (Fr))
61 fveq2 3730 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (w = r → (Gw) = (Gr))
6260, 61opeq12d 2499 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (w = r(Fw), (Gw) = (Fr), (Gr))
63 opex 2788 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (Fr), (Gr) V
6462, 23, 63fvopab4 3786 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (r X → (Hr) = (Fr), (Gr))
6559, 64opreqan12d 3985 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((u X r X) → ((Hu)D(Hr)) = ((Fu), (Gu)D(Fr), (Gr)))
6665adantl 390 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (((F (J Cn K) G (J Cn L)) (u X r X)) → ((Hu)D(Hr)) = ((Fu), (Gu)D(Fr), (Gr)))
67 xpcn.10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 D = {x, y, z((x (Y × Z) y (Y × Z)) z = sup({((1stx)B(1sty)), ((2ndx)C(2ndy))}, , < ))}
68 fvex 3738 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (Fu) V
6968op1st 4091 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (1st(Fu), (Gu)) = (Fu)
7069eqcomi 1482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (Fu) = (1st(Fu), (Gu))
71 fvex 3738 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (Gu) V
7268, 71op2nd 4092 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (2nd(Fu), (Gu)) = (Gu)
7372eqcomi 1482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (Gu) = (2nd(Fu), (Gu))
74 fvex 3738 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (Fr) V
7574op1st 4091 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (1st(Fr), (Gr)) = (Fr)
7675eqcomi 1482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (Fr) = (1st(Fr), (Gr))
77 fvex 3738 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (Gr) V
7874, 77op2nd 4092 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (2nd(Fr), (Gr)) = (Gr)
7978eqcomi 1482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (Gr) = (2nd(Fr), (Gr))
805, 13, 3, 12, 67, 70, 73, 76, 79metxpdval 7826 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (((Fu), (Gu) (Y × Z) (Fr), (Gr) (Y × Z)) → ((Fu), (Gu)D(Fr), (Gr)) = if(((Gu)C(Gr)) < ((Fu)B(Fr)), ((Fu)B(Fr)), ((Gu)C(Gr))))
81 opelxpi 3223 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (((Fu) Y (Gu) Z) → (Fu), (Gu) (Y × Z))
82 ffvelrn 3820 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 ((F:X–→Y u X) → (Fu) Y)
8382, 9sylan 450 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ((F (J Cn K) u X) → (Fu) Y)
84 ffvelrn 3820 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 ((G:X–→Z u X) → (Gu) Z)
8584, 16sylan 450 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ((G (J Cn L) u X) → (Gu) Z)
8681, 83, 85syl2an 456 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (((F (J Cn K) u X) (G (J Cn L) u X)) → (Fu), (Gu) (Y × Z))
8786anandirs 515 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (((F (J Cn K) G (J Cn L)) u X) → (Fu), (Gu) (Y × Z))
8887adantrr 397 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (((F (J Cn K) G (J Cn L)) (u X r X)) → (Fu), (Gu) (Y × Z))
89 opelxpi 3223 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (((Fr) Y (Gr) Z) → (Fr), (Gr) (Y × Z))
90 ffvelrn 3820 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 ((F:X–→Y r X) → (Fr) Y)
9190, 9sylan 450 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ((F (J Cn K) r X) → (Fr) Y)
92 ffvelrn 3820 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 ((G:X–→Z r X) → (Gr) Z)
9392, 16sylan 450 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ((G (J Cn L) r X) → (Gr) Z)
9489, 91, 93syl2an 456 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (((F (J Cn K) r X) (G (J Cn L) r X)) → (Fr), (Gr) (Y × Z))
9594anandirs 515 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (((F (J Cn K) G (J Cn L)) r X) → (Fr), (Gr) (Y × Z))
9695adantrl 396 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (((F (J Cn K) G (J Cn L)) (u X r X)) → (Fr), (Gr) (Y × Z))
9780, 88, 96sylanc 473 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (((F (J Cn K) G (J Cn L)) (u X r X)) → ((Fu), (Gu)D(Fr), (Gr)) = if(((Gu)C(Gr)) < ((Fu)B(Fr)), ((Fu)B(Fr)), ((Gu)C(Gr))))
9866, 97eqtrd 1510 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((F (J Cn K) G (J Cn L)) (u X r X)) → ((Hu)D(Hr)) = if(((Gu)C(Gr)) < ((Fu)B(Fr)), ((Fu)B(Fr)), ((Gu)C(Gr))))
9998breq1d 2634 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((F (J Cn K) G (J Cn L)) (u X r X)) → (((Hu)D(Hr)) < t ↔ if(((Gu)C(Gr)) < ((Fu)B(Fr)), ((Fu)B(Fr)), ((Gu)C(Gr))) < t))
100 breq1 2627 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((Fu)B(Fr)) = if(((Gu)C(Gr)) < ((Fu)B(Fr)), ((Fu)B(Fr)), ((Gu)C(Gr))) → (((Fu)B(Fr)) < t ↔ if(((Gu)C(Gr)) < ((Fu)B(Fr)), ((Fu)B(Fr)), ((Gu)C(Gr))) < t))
101 breq1 2627 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((Gu)C(Gr)) = if(((Gu)C(Gr)) < ((Fu)B(Fr)), ((Fu)B(Fr)), ((Gu)C(Gr))) → (((Gu)C(Gr)) < t ↔ if(((Gu)C(Gr)) < ((Fu)B(Fr)), ((Fu)B(Fr)), ((Gu)C(Gr))) < t))
102100, 101ifboth 2379 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((((Fu)B(Fr)) < t ((Gu)C(Gr)) < t) → if(((Gu)C(Gr)) < ((Fu)B(Fr)), ((Fu)B(Fr)), ((Gu)C(Gr))) < t)
10399, 102syl5bir 210 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((F (J Cn K) G (J Cn L)) (u X r X)) → ((((Fu)B(Fr)) < t ((Gu)C(Gr)) < t) → ((Hu)D(Hr)) < t))
104103anassrs 443 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((((F (J Cn K) G (J Cn L)) u X) r X) → ((((Fu)B(Fr)) < t ((Gu)C(Gr)) < t) → ((Hu)D(Hr)) < t))
105 3simp1 790 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((u X t 0 < t) → u X)
106104, 105sylanl2 463 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((F (J Cn K) G (J Cn L)) (u X t 0 < t)) r X) → ((((Fu)B(Fr)) < t ((Gu)C(Gr)) < t) → ((Hu)D(Hr)) < t))
107106adantlr 395 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((((F (J Cn K) G (J Cn L)) (u X t 0 < t)) (p q )) r X) → ((((Fu)B(Fr)) < t ((Gu)C(Gr)) < t) → ((Hu)D(Hr)) < t))
10854, 107imim12d 29 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((((F (J Cn K) G (J Cn