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Description: The topology of an image structure. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2015)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Hypotheses | imasbas.u | ⊢ ( 𝜑 → 𝑈 = ( 𝐹 “s 𝑅 ) ) | |
| imasbas.v | ⊢ ( 𝜑 → 𝑉 = ( Base ‘ 𝑅 ) ) | ||
| imasbas.f | ⊢ ( 𝜑 → 𝐹 : 𝑉 –onto→ 𝐵 ) | ||
| imasbas.r | ⊢ ( 𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑍 ) | ||
| imastset.j | ⊢ 𝐽 = ( TopOpen ‘ 𝑅 ) | ||
| imastset.o | ⊢ 𝑂 = ( TopSet ‘ 𝑈 ) | ||
| Assertion | imastset | ⊢ ( 𝜑 → 𝑂 = ( 𝐽 qTop 𝐹 ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | imasbas.u | ⊢ ( 𝜑 → 𝑈 = ( 𝐹 “s 𝑅 ) ) | |
| 2 | imasbas.v | ⊢ ( 𝜑 → 𝑉 = ( Base ‘ 𝑅 ) ) | |
| 3 | imasbas.f | ⊢ ( 𝜑 → 𝐹 : 𝑉 –onto→ 𝐵 ) | |
| 4 | imasbas.r | ⊢ ( 𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑍 ) | |
| 5 | imastset.j | ⊢ 𝐽 = ( TopOpen ‘ 𝑅 ) | |
| 6 | imastset.o | ⊢ 𝑂 = ( TopSet ‘ 𝑈 ) | |
| 7 | eqid | ⊢ ( +g ‘ 𝑅 ) = ( +g ‘ 𝑅 ) | |
| 8 | eqid | ⊢ ( .r ‘ 𝑅 ) = ( .r ‘ 𝑅 ) | |
| 9 | eqid | ⊢ ( Scalar ‘ 𝑅 ) = ( Scalar ‘ 𝑅 ) | |
| 10 | eqid | ⊢ ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝑅 ) ) = ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝑅 ) ) | |
| 11 | eqid | ⊢ ( ·𝑠 ‘ 𝑅 ) = ( ·𝑠 ‘ 𝑅 ) | |
| 12 | eqid | ⊢ ( ·𝑖 ‘ 𝑅 ) = ( ·𝑖 ‘ 𝑅 ) | |
| 13 | eqid | ⊢ ( dist ‘ 𝑅 ) = ( dist ‘ 𝑅 ) | |
| 14 | eqid | ⊢ ( le ‘ 𝑅 ) = ( le ‘ 𝑅 ) | |
| 15 | eqid | ⊢ ( +g ‘ 𝑈 ) = ( +g ‘ 𝑈 ) | |
| 16 | 1 2 3 4 7 15 | imasplusg | ⊢ ( 𝜑 → ( +g ‘ 𝑈 ) = ∪ 𝑝 ∈ 𝑉 ∪ 𝑞 ∈ 𝑉 { 〈 〈 ( 𝐹 ‘ 𝑝 ) , ( 𝐹 ‘ 𝑞 ) 〉 , ( 𝐹 ‘ ( 𝑝 ( +g ‘ 𝑅 ) 𝑞 ) ) 〉 } ) |
| 17 | eqid | ⊢ ( .r ‘ 𝑈 ) = ( .r ‘ 𝑈 ) | |
| 18 | 1 2 3 4 8 17 | imasmulr | ⊢ ( 𝜑 → ( .r ‘ 𝑈 ) = ∪ 𝑝 ∈ 𝑉 ∪ 𝑞 ∈ 𝑉 { 〈 〈 ( 𝐹 ‘ 𝑝 ) , ( 𝐹 ‘ 𝑞 ) 〉 , ( 𝐹 ‘ ( 𝑝 ( .r ‘ 𝑅 ) 𝑞 ) ) 〉 } ) |
| 19 | eqid | ⊢ ( ·𝑠 ‘ 𝑈 ) = ( ·𝑠 ‘ 𝑈 ) | |
| 20 | 1 2 3 4 9 10 11 19 | imasvsca | ⊢ ( 𝜑 → ( ·𝑠 ‘ 𝑈 ) = ∪ 𝑞 ∈ 𝑉 ( 𝑝 ∈ ( Base ‘ ( Scalar ‘ 𝑅 ) ) , 𝑥 ∈ { ( 𝐹 ‘ 𝑞 ) } ↦ ( 𝐹 ‘ ( 𝑝 ( ·𝑠 ‘ 𝑅 ) 𝑞 ) ) ) ) |
| 21 | eqidd | ⊢ ( 𝜑 → ∪ 𝑝 ∈ 𝑉 ∪ 𝑞 ∈ 𝑉 { 〈 〈 ( 𝐹 ‘ 𝑝 ) , ( 𝐹 ‘ 𝑞 ) 〉 , ( 𝑝 ( ·𝑖 ‘ 𝑅 ) 𝑞 ) 〉 } = ∪ 𝑝 ∈ 𝑉 ∪ 𝑞 ∈ 𝑉 { 〈 〈 ( 𝐹 ‘ 𝑝 ) , ( 𝐹 ‘ 𝑞 ) 〉 , ( 𝑝 ( ·𝑖 ‘ 𝑅 ) 𝑞 ) 〉 } ) | |
| 22 | eqidd | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐽 qTop 𝐹 ) = ( 𝐽 qTop 𝐹 ) ) | |
| 23 | eqid | ⊢ ( dist ‘ 𝑈 ) = ( dist ‘ 𝑈 ) | |
| 24 | 1 2 3 4 13 23 | imasds | ⊢ ( 𝜑 → ( dist ‘ 𝑈 ) = ( 𝑥 ∈ 𝐵 , 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ inf ( ∪ 𝑢 ∈ ℕ ran ( 𝑧 ∈ { 𝑤 ∈ ( ( 𝑉 × 𝑉 ) ↑m ( 1 ... 𝑢 ) ) ∣ ( ( 𝐹 ‘ ( 1st ‘ ( 𝑤 ‘ 1 ) ) ) = 𝑥 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 2nd ‘ ( 𝑤 ‘ 𝑢 ) ) ) = 𝑦 ∧ ∀ 𝑣 ∈ ( 1 ... ( 𝑢 − 1 ) ) ( 𝐹 ‘ ( 2nd ‘ ( 𝑤 ‘ 𝑣 ) ) ) = ( 𝐹 ‘ ( 1st ‘ ( 𝑤 ‘ ( 𝑣 + 1 ) ) ) ) ) } ↦ ( ℝ*𝑠 Σg ( ( dist ‘ 𝑅 ) ∘ 𝑧 ) ) ) , ℝ* , < ) ) ) |
| 25 | eqidd | ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝐹 ∘ ( le ‘ 𝑅 ) ) ∘ ◡ 𝐹 ) = ( ( 𝐹 ∘ ( le ‘ 𝑅 ) ) ∘ ◡ 𝐹 ) ) | |
| 26 | 1 2 7 8 9 10 11 12 5 13 14 16 18 20 21 22 24 25 3 4 | imasval | ⊢ ( 𝜑 → 𝑈 = ( ( { 〈 ( Base ‘ ndx ) , 𝐵 〉 , 〈 ( +g ‘ ndx ) , ( +g ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( .r ‘ ndx ) , ( .r ‘ 𝑈 ) 〉 } ∪ { 〈 ( Scalar ‘ ndx ) , ( Scalar ‘ 𝑅 ) 〉 , 〈 ( ·𝑠 ‘ ndx ) , ( ·𝑠 ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( ·𝑖 ‘ ndx ) , ∪ 𝑝 ∈ 𝑉 ∪ 𝑞 ∈ 𝑉 { 〈 〈 ( 𝐹 ‘ 𝑝 ) , ( 𝐹 ‘ 𝑞 ) 〉 , ( 𝑝 ( ·𝑖 ‘ 𝑅 ) 𝑞 ) 〉 } 〉 } ) ∪ { 〈 ( TopSet ‘ ndx ) , ( 𝐽 qTop 𝐹 ) 〉 , 〈 ( le ‘ ndx ) , ( ( 𝐹 ∘ ( le ‘ 𝑅 ) ) ∘ ◡ 𝐹 ) 〉 , 〈 ( dist ‘ ndx ) , ( dist ‘ 𝑈 ) 〉 } ) ) |
| 27 | 26 | fveq2d | ⊢ ( 𝜑 → ( TopSet ‘ 𝑈 ) = ( TopSet ‘ ( ( { 〈 ( Base ‘ ndx ) , 𝐵 〉 , 〈 ( +g ‘ ndx ) , ( +g ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( .r ‘ ndx ) , ( .r ‘ 𝑈 ) 〉 } ∪ { 〈 ( Scalar ‘ ndx ) , ( Scalar ‘ 𝑅 ) 〉 , 〈 ( ·𝑠 ‘ ndx ) , ( ·𝑠 ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( ·𝑖 ‘ ndx ) , ∪ 𝑝 ∈ 𝑉 ∪ 𝑞 ∈ 𝑉 { 〈 〈 ( 𝐹 ‘ 𝑝 ) , ( 𝐹 ‘ 𝑞 ) 〉 , ( 𝑝 ( ·𝑖 ‘ 𝑅 ) 𝑞 ) 〉 } 〉 } ) ∪ { 〈 ( TopSet ‘ ndx ) , ( 𝐽 qTop 𝐹 ) 〉 , 〈 ( le ‘ ndx ) , ( ( 𝐹 ∘ ( le ‘ 𝑅 ) ) ∘ ◡ 𝐹 ) 〉 , 〈 ( dist ‘ ndx ) , ( dist ‘ 𝑈 ) 〉 } ) ) ) |
| 28 | ovex | ⊢ ( 𝐽 qTop 𝐹 ) ∈ V | |
| 29 | eqid | ⊢ ( ( { 〈 ( Base ‘ ndx ) , 𝐵 〉 , 〈 ( +g ‘ ndx ) , ( +g ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( .r ‘ ndx ) , ( .r ‘ 𝑈 ) 〉 } ∪ { 〈 ( Scalar ‘ ndx ) , ( Scalar ‘ 𝑅 ) 〉 , 〈 ( ·𝑠 ‘ ndx ) , ( ·𝑠 ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( ·𝑖 ‘ ndx ) , ∪ 𝑝 ∈ 𝑉 ∪ 𝑞 ∈ 𝑉 { 〈 〈 ( 𝐹 ‘ 𝑝 ) , ( 𝐹 ‘ 𝑞 ) 〉 , ( 𝑝 ( ·𝑖 ‘ 𝑅 ) 𝑞 ) 〉 } 〉 } ) ∪ { 〈 ( TopSet ‘ ndx ) , ( 𝐽 qTop 𝐹 ) 〉 , 〈 ( le ‘ ndx ) , ( ( 𝐹 ∘ ( le ‘ 𝑅 ) ) ∘ ◡ 𝐹 ) 〉 , 〈 ( dist ‘ ndx ) , ( dist ‘ 𝑈 ) 〉 } ) = ( ( { 〈 ( Base ‘ ndx ) , 𝐵 〉 , 〈 ( +g ‘ ndx ) , ( +g ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( .r ‘ ndx ) , ( .r ‘ 𝑈 ) 〉 } ∪ { 〈 ( Scalar ‘ ndx ) , ( Scalar ‘ 𝑅 ) 〉 , 〈 ( ·𝑠 ‘ ndx ) , ( ·𝑠 ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( ·𝑖 ‘ ndx ) , ∪ 𝑝 ∈ 𝑉 ∪ 𝑞 ∈ 𝑉 { 〈 〈 ( 𝐹 ‘ 𝑝 ) , ( 𝐹 ‘ 𝑞 ) 〉 , ( 𝑝 ( ·𝑖 ‘ 𝑅 ) 𝑞 ) 〉 } 〉 } ) ∪ { 〈 ( TopSet ‘ ndx ) , ( 𝐽 qTop 𝐹 ) 〉 , 〈 ( le ‘ ndx ) , ( ( 𝐹 ∘ ( le ‘ 𝑅 ) ) ∘ ◡ 𝐹 ) 〉 , 〈 ( dist ‘ ndx ) , ( dist ‘ 𝑈 ) 〉 } ) | |
| 30 | 29 | imasvalstr | ⊢ ( ( { 〈 ( Base ‘ ndx ) , 𝐵 〉 , 〈 ( +g ‘ ndx ) , ( +g ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( .r ‘ ndx ) , ( .r ‘ 𝑈 ) 〉 } ∪ { 〈 ( Scalar ‘ ndx ) , ( Scalar ‘ 𝑅 ) 〉 , 〈 ( ·𝑠 ‘ ndx ) , ( ·𝑠 ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( ·𝑖 ‘ ndx ) , ∪ 𝑝 ∈ 𝑉 ∪ 𝑞 ∈ 𝑉 { 〈 〈 ( 𝐹 ‘ 𝑝 ) , ( 𝐹 ‘ 𝑞 ) 〉 , ( 𝑝 ( ·𝑖 ‘ 𝑅 ) 𝑞 ) 〉 } 〉 } ) ∪ { 〈 ( TopSet ‘ ndx ) , ( 𝐽 qTop 𝐹 ) 〉 , 〈 ( le ‘ ndx ) , ( ( 𝐹 ∘ ( le ‘ 𝑅 ) ) ∘ ◡ 𝐹 ) 〉 , 〈 ( dist ‘ ndx ) , ( dist ‘ 𝑈 ) 〉 } ) Struct 〈 1 , ; 1 2 〉 |
| 31 | tsetid | ⊢ TopSet = Slot ( TopSet ‘ ndx ) | |
| 32 | snsstp1 | ⊢ { 〈 ( TopSet ‘ ndx ) , ( 𝐽 qTop 𝐹 ) 〉 } ⊆ { 〈 ( TopSet ‘ ndx ) , ( 𝐽 qTop 𝐹 ) 〉 , 〈 ( le ‘ ndx ) , ( ( 𝐹 ∘ ( le ‘ 𝑅 ) ) ∘ ◡ 𝐹 ) 〉 , 〈 ( dist ‘ ndx ) , ( dist ‘ 𝑈 ) 〉 } | |
| 33 | ssun2 | ⊢ { 〈 ( TopSet ‘ ndx ) , ( 𝐽 qTop 𝐹 ) 〉 , 〈 ( le ‘ ndx ) , ( ( 𝐹 ∘ ( le ‘ 𝑅 ) ) ∘ ◡ 𝐹 ) 〉 , 〈 ( dist ‘ ndx ) , ( dist ‘ 𝑈 ) 〉 } ⊆ ( ( { 〈 ( Base ‘ ndx ) , 𝐵 〉 , 〈 ( +g ‘ ndx ) , ( +g ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( .r ‘ ndx ) , ( .r ‘ 𝑈 ) 〉 } ∪ { 〈 ( Scalar ‘ ndx ) , ( Scalar ‘ 𝑅 ) 〉 , 〈 ( ·𝑠 ‘ ndx ) , ( ·𝑠 ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( ·𝑖 ‘ ndx ) , ∪ 𝑝 ∈ 𝑉 ∪ 𝑞 ∈ 𝑉 { 〈 〈 ( 𝐹 ‘ 𝑝 ) , ( 𝐹 ‘ 𝑞 ) 〉 , ( 𝑝 ( ·𝑖 ‘ 𝑅 ) 𝑞 ) 〉 } 〉 } ) ∪ { 〈 ( TopSet ‘ ndx ) , ( 𝐽 qTop 𝐹 ) 〉 , 〈 ( le ‘ ndx ) , ( ( 𝐹 ∘ ( le ‘ 𝑅 ) ) ∘ ◡ 𝐹 ) 〉 , 〈 ( dist ‘ ndx ) , ( dist ‘ 𝑈 ) 〉 } ) | |
| 34 | 32 33 | sstri | ⊢ { 〈 ( TopSet ‘ ndx ) , ( 𝐽 qTop 𝐹 ) 〉 } ⊆ ( ( { 〈 ( Base ‘ ndx ) , 𝐵 〉 , 〈 ( +g ‘ ndx ) , ( +g ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( .r ‘ ndx ) , ( .r ‘ 𝑈 ) 〉 } ∪ { 〈 ( Scalar ‘ ndx ) , ( Scalar ‘ 𝑅 ) 〉 , 〈 ( ·𝑠 ‘ ndx ) , ( ·𝑠 ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( ·𝑖 ‘ ndx ) , ∪ 𝑝 ∈ 𝑉 ∪ 𝑞 ∈ 𝑉 { 〈 〈 ( 𝐹 ‘ 𝑝 ) , ( 𝐹 ‘ 𝑞 ) 〉 , ( 𝑝 ( ·𝑖 ‘ 𝑅 ) 𝑞 ) 〉 } 〉 } ) ∪ { 〈 ( TopSet ‘ ndx ) , ( 𝐽 qTop 𝐹 ) 〉 , 〈 ( le ‘ ndx ) , ( ( 𝐹 ∘ ( le ‘ 𝑅 ) ) ∘ ◡ 𝐹 ) 〉 , 〈 ( dist ‘ ndx ) , ( dist ‘ 𝑈 ) 〉 } ) |
| 35 | 30 31 34 | strfv | ⊢ ( ( 𝐽 qTop 𝐹 ) ∈ V → ( 𝐽 qTop 𝐹 ) = ( TopSet ‘ ( ( { 〈 ( Base ‘ ndx ) , 𝐵 〉 , 〈 ( +g ‘ ndx ) , ( +g ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( .r ‘ ndx ) , ( .r ‘ 𝑈 ) 〉 } ∪ { 〈 ( Scalar ‘ ndx ) , ( Scalar ‘ 𝑅 ) 〉 , 〈 ( ·𝑠 ‘ ndx ) , ( ·𝑠 ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( ·𝑖 ‘ ndx ) , ∪ 𝑝 ∈ 𝑉 ∪ 𝑞 ∈ 𝑉 { 〈 〈 ( 𝐹 ‘ 𝑝 ) , ( 𝐹 ‘ 𝑞 ) 〉 , ( 𝑝 ( ·𝑖 ‘ 𝑅 ) 𝑞 ) 〉 } 〉 } ) ∪ { 〈 ( TopSet ‘ ndx ) , ( 𝐽 qTop 𝐹 ) 〉 , 〈 ( le ‘ ndx ) , ( ( 𝐹 ∘ ( le ‘ 𝑅 ) ) ∘ ◡ 𝐹 ) 〉 , 〈 ( dist ‘ ndx ) , ( dist ‘ 𝑈 ) 〉 } ) ) ) |
| 36 | 28 35 | ax-mp | ⊢ ( 𝐽 qTop 𝐹 ) = ( TopSet ‘ ( ( { 〈 ( Base ‘ ndx ) , 𝐵 〉 , 〈 ( +g ‘ ndx ) , ( +g ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( .r ‘ ndx ) , ( .r ‘ 𝑈 ) 〉 } ∪ { 〈 ( Scalar ‘ ndx ) , ( Scalar ‘ 𝑅 ) 〉 , 〈 ( ·𝑠 ‘ ndx ) , ( ·𝑠 ‘ 𝑈 ) 〉 , 〈 ( ·𝑖 ‘ ndx ) , ∪ 𝑝 ∈ 𝑉 ∪ 𝑞 ∈ 𝑉 { 〈 〈 ( 𝐹 ‘ 𝑝 ) , ( 𝐹 ‘ 𝑞 ) 〉 , ( 𝑝 ( ·𝑖 ‘ 𝑅 ) 𝑞 ) 〉 } 〉 } ) ∪ { 〈 ( TopSet ‘ ndx ) , ( 𝐽 qTop 𝐹 ) 〉 , 〈 ( le ‘ ndx ) , ( ( 𝐹 ∘ ( le ‘ 𝑅 ) ) ∘ ◡ 𝐹 ) 〉 , 〈 ( dist ‘ ndx ) , ( dist ‘ 𝑈 ) 〉 } ) ) |
| 37 | 27 6 36 | 3eqtr4g | ⊢ ( 𝜑 → 𝑂 = ( 𝐽 qTop 𝐹 ) ) |