Theorem: EquicontinuousAt.tendsto_of_mem_closure
File: Mathlib/Topology/UniformSpace/Equicontinuity.lean

Proof steps:
state_before: ι : Type u_1
κ : Type u_2
X : Type u_3
X' : Type u_4
Y : Type u_5
Z : Type u_6
α : Type u_7
α' : Type u_8
β : Type u_9
β' : Type u_10
γ : Type u_11
𝓕 : Type u_12
tX : TopologicalSpace X
tY : TopologicalSpace Y
tZ : TopologicalSpace Z
uα : UniformSpace α
uβ : UniformSpace β
uγ : UniformSpace γ
l : Filter ι
F : ι → X → α
f : X → α
s : Set X
x : X
z : α
hF : EquicontinuousAt F x
hf : Tendsto f (𝓝[s] x) (𝓝 z)
hs : ∀ y ∈ s, Tendsto (fun x => F x y) l (𝓝 (f y))
hx : x ∈ closure s
⊢ Tendsto (fun x_1 => F x_1 x) l (𝓝 z)
state_after: ι : Type u_1
κ : Type u_2
X : Type u_3
X' : Type u_4
Y : Type u_5
Z : Type u_6
α : Type u_7
α' : Type u_8
β : Type u_9
β' : Type u_10
γ : Type u_11
𝓕 : Type u_12
tX : TopologicalSpace X
tY : TopologicalSpace Y
tZ : TopologicalSpace Z
uα : UniformSpace α
uβ : UniformSpace β
uγ : UniformSpace γ
l : Filter ι
F : ι → X → α
f : X → α
s : Set X
x : X
z : α
hF : EquicontinuousAt F x
hf : ∀ i ∈ 𝓤 α, ∀ᶠ (x : X) in 𝓝[s] x, f x ∈ {y | (y, z) ∈ id i}
hs : ∀ y ∈ s, Tendsto (fun x => F x y) l (𝓝 (f y))
hx : x ∈ closure s
⊢ ∀ i ∈ 𝓤 α, ∀ᶠ (x_1 : ι) in l, F x_1 x ∈ {y | (y, z) ∈ id i}
tactic: rw [(nhds_basis_uniformity (𝓤 α).basis_sets).tendsto_right_iff] at hf ⊢
state_before: ι : Type u_1
κ : Type u_2
X : Type u_3
X' : Type u_4
Y : Type u_5
Z : Type u_6
α : Type u_7
α' : Type u_8
β : Type u_9
β' : Type u_10
γ : Type u_11
𝓕 : Type u_12
tX : TopologicalSpace X
tY : TopologicalSpace Y
tZ : TopologicalSpace Z
uα : UniformSpace α
uβ : UniformSpace β
uγ : UniformSpace γ
l : Filter ι
F : ι → X → α
f : X → α
s : Set X
x : X
z : α
hF : EquicontinuousAt F x
hf : ∀ i ∈ 𝓤 α, ∀ᶠ (x : X) in 𝓝[s] x, f x ∈ {y | (y, z) ∈ id i}
hs : ∀ y ∈ s, Tendsto (fun x => F x y) l (𝓝 (f y))
hx : x ∈ closure s
⊢ ∀ i ∈ 𝓤 α, ∀ᶠ (x_1 : ι) in l, F x_1 x ∈ {y | (y, z) ∈ id i}
state_after: ι : Type u_1
κ : Type u_2
X : Type u_3
X' : Type u_4
Y : Type u_5
Z : Type u_6
α : Type u_7
α' : Type u_8
β : Type u_9
β' : Type u_10
γ : Type u_11
𝓕 : Type u_12
tX : TopologicalSpace X
tY : TopologicalSpace Y
tZ : TopologicalSpace Z
uα : UniformSpace α
uβ : UniformSpace β
uγ : UniformSpace γ
l : Filter ι
F : ι → X → α
f : X → α
s : Set X
x : X
z : α
hF : EquicontinuousAt F x
hf : ∀ i ∈ 𝓤 α, ∀ᶠ (x : X) in 𝓝[s] x, f x ∈ {y | (y, z) ∈ id i}
hs : ∀ y ∈ s, Tendsto (fun x => F x y) l (𝓝 (f y))
hx : x ∈ closure s
U : Set (α × α)
hU : U ∈ 𝓤 α
⊢ ∀ᶠ (x_1 : ι) in l, F x_1 x ∈ {y | (y, z) ∈ id U}
tactic: intro U hU
state_before: ι : Type u_1
κ : Type u_2
X : Type u_3
X' : Type u_4
Y : Type u_5
Z : Type u_6
α : Type u_7
α' : Type u_8
β : Type u_9
β' : Type u_10
γ : Type u_11
𝓕 : Type u_12
tX : TopologicalSpace X
tY : TopologicalSpace Y
tZ : TopologicalSpace Z
uα : UniformSpace α
uβ : UniformSpace β
uγ : UniformSpace γ
l : Filter ι
F : ι → X → α
f : X → α
s : Set X
x : X
z : α
hF : EquicontinuousAt F x
hf : ∀ i ∈ 𝓤 α, ∀ᶠ (x : X) in 𝓝[s] x, f x ∈ {y | (y, z) ∈ id i}
hs : ∀ y ∈ s, Tendsto (fun x => F x y) l (𝓝 (f y))
hx : x ∈ closure s
U : Set (α × α)
hU : U ∈ 𝓤 α
⊢ ∀ᶠ (x_1 : ι) in l, F x_1 x ∈ {y | (y, z) ∈ id U}
state_after: case intro.intro.intro
ι : Type u_1
κ : Type u_2
X : Type u_3
X' : Type u_4
Y : Type u_5
Z : Type u_6
α : Type u_7
α' : Type u_8
β : Type u_9
β' : Type u_10
γ : Type u_11
𝓕 : Type u_12
tX : TopologicalSpace X
tY : TopologicalSpace Y
tZ : TopologicalSpace Z
uα : UniformSpace α
uβ : UniformSpace β
uγ : UniformSpace γ
l : Filter ι
F : ι → X → α
f : X → α
s : Set X
x : X
z : α
hF : EquicontinuousAt F x
hf : ∀ i ∈ 𝓤 α, ∀ᶠ (x : X) in 𝓝[s] x, f x ∈ {y | (y, z) ∈ id i}
hs : ∀ y ∈ s, Tendsto (fun x => F x y) l (𝓝 (f y))
hx : x ∈ closure s
U : Set (α × α)
hU : U ∈ 𝓤 α
V : Set (α × α)
hV : V ∈ 𝓤 α
hVs : SymmetricRel V
hVU : V ○ V ○ V ⊆ U
⊢ ∀ᶠ (x_1 : ι) in l, F x_1 x ∈ {y | (y, z) ∈ id U}
tactic: rcases comp_comp_symm_mem_uniformity_sets hU with ⟨V, hV, hVs, hVU⟩
state_before: case intro.intro.intro
ι : Type u_1
κ : Type u_2
X : Type u_3
X' : Type u_4
Y : Type u_5
Z : Type u_6
α : Type u_7
α' : Type u_8
β : Type u_9
β' : Type u_10
γ : Type u_11
𝓕 : Type u_12
tX : TopologicalSpace X
tY : TopologicalSpace Y
tZ : TopologicalSpace Z
uα : UniformSpace α
uβ : UniformSpace β
uγ : UniformSpace γ
l : Filter ι
F : ι → X → α
f : X → α
s : Set X
x : X
z : α
hF : EquicontinuousAt F x
hf : ∀ i ∈ 𝓤 α, ∀ᶠ (x : X) in 𝓝[s] x, f x ∈ {y | (y, z) ∈ id i}
hs : ∀ y ∈ s, Tendsto (fun x => F x y) l (𝓝 (f y))
hx : x ∈ closure s
U : Set (α × α)
hU : U ∈ 𝓤 α
V : Set (α × α)
hV : V ∈ 𝓤 α
hVs : SymmetricRel V
hVU : V ○ V ○ V ⊆ U
⊢ ∀ᶠ (x_1 : ι) in l, F x_1 x ∈ {y | (y, z) ∈ id U}
state_after: case intro.intro.intro
ι : Type u_1
κ : Type u_2
X : Type u_3
X' : Type u_4
Y : Type u_5
Z : Type u_6
α : Type u_7
α' : Type u_8
β : Type u_9
β' : Type u_10
γ : Type u_11
𝓕 : Type u_12
tX : TopologicalSpace X
tY : TopologicalSpace Y
tZ : TopologicalSpace Z
uα : UniformSpace α
uβ : UniformSpace β
uγ : UniformSpace γ
l : Filter ι
F : ι → X → α
f : X → α
s : Set X
x : X
z : α
hF : EquicontinuousAt F x
hf : ∀ i ∈ 𝓤 α, ∀ᶠ (x : X) in 𝓝[s] x, f x ∈ {y | (y, z) ∈ id i}
hs : ∀ y ∈ s, Tendsto (fun x => F x y) l (𝓝 (f y))
hx : (𝓝[s] x).NeBot
U : Set (α × α)
hU : U ∈ 𝓤 α
V : Set (α × α)
hV : V ∈ 𝓤 α
hVs : SymmetricRel V
hVU : V ○ V ○ V ⊆ U
⊢ ∀ᶠ (x_1 : ι) in l, F x_1 x ∈ {y | (y, z) ∈ id U}
tactic: rw [mem_closure_iff_nhdsWithin_neBot] at hx
state_before: case intro.intro.intro
ι : Type u_1
κ : Type u_2
X : Type u_3
X' : Type u_4
Y : Type u_5
Z : Type u_6
α : Type u_7
α' : Type u_8
β : Type u_9
β' : Type u_10
γ : Type u_11
𝓕 : Type u_12
tX : TopologicalSpace X
tY : TopologicalSpace Y
tZ : TopologicalSpace Z
uα : UniformSpace α
uβ : UniformSpace β
uγ : UniformSpace γ
l : Filter ι
F : ι → X → α
f : X → α
s : Set X
x : X
z : α
hF : EquicontinuousAt F x
hf : ∀ i ∈ 𝓤 α, ∀ᶠ (x : X) in 𝓝[s] x, f x ∈ {y | (y, z) ∈ id i}
hs : ∀ y ∈ s, Tendsto (fun x => F x y) l (𝓝 (f y))
hx : (𝓝[s] x).NeBot
U : Set (α × α)
hU : U ∈ 𝓤 α
V : Set (α × α)
hV : V ∈ 𝓤 α
hVs : SymmetricRel V
hVU : V ○ V ○ V ⊆ U
⊢ ∀ᶠ (x_1 : ι) in l, F x_1 x ∈ {y | (y, z) ∈ id U}
state_after: case intro.intro.intro
ι : Type u_1
κ : Type u_2
X : Type u_3
X' : Type u_4
Y : Type u_5
Z : Type u_6
α : Type u_7
α' : Type u_8
β : Type u_9
β' : Type u_10
γ : Type u_11
𝓕 : Type u_12
tX : TopologicalSpace X
tY : TopologicalSpace Y
tZ : TopologicalSpace Z
uα : UniformSpace α
uβ : UniformSpace β
uγ : UniformSpace γ
l : Filter ι
F : ι → X → α
f : X → α
s : Set X
x : X
z : α
hF : EquicontinuousAt F x
hf : ∀ i ∈ 𝓤 α, ∀ᶠ (x : X) in 𝓝[s] x, f x ∈ {y | (y, z) ∈ id i}
hs : ∀ y ∈ s, Tendsto (fun x => F x y) l (𝓝 (f y))
hx : (𝓝[s] x).NeBot
U : Set (α × α)
hU : U ∈ 𝓤 α
V : Set (α × α)
hV : V ∈ 𝓤 α
hVs : SymmetricRel V
hVU : V ○ V ○ V ⊆ U
this : ∀ᶠ (y : X) in 𝓝[s] x, y ∈ s ∧ (∀ (i : ι), (F i x, F i y) ∈ V) ∧ (f y, z) ∈ V
⊢ ∀ᶠ (x_1 : ι) in l, F x_1 x ∈ {y | (y, z) ∈ id U}
tactic: have : ∀ᶠ y in 𝓝[s] x, y ∈ s ∧ (∀ i, (F i x, F i y) ∈ V) ∧ (f y, z) ∈ V :=
    eventually_mem_nhdsWithin.and <| ((hF V hV).filter_mono nhdsWithin_le_nhds).and (hf V hV)
state_before: case intro.intro.intro
ι : Type u_1
κ : Type u_2
X : Type u_3
X' : Type u_4
Y : Type u_5
Z : Type u_6
α : Type u_7
α' : Type u_8
β : Type u_9
β' : Type u_10
γ : Type u_11
𝓕 : Type u_12
tX : TopologicalSpace X
tY : TopologicalSpace Y
tZ : TopologicalSpace Z
uα : UniformSpace α
uβ : UniformSpace β
uγ : UniformSpace γ
l : Filter ι
F : ι → X → α
f : X → α
s : Set X
x : X
z : α
hF : EquicontinuousAt F x
hf : ∀ i ∈ 𝓤 α, ∀ᶠ (x : X) in 𝓝[s] x, f x ∈ {y | (y, z) ∈ id i}
hs : ∀ y ∈ s, Tendsto (fun x => F x y) l (𝓝 (f y))
hx : (𝓝[s] x).NeBot
U : Set (α × α)
hU : U ∈ 𝓤 α
V : Set (α × α)
hV : V ∈ 𝓤 α
hVs : SymmetricRel V
hVU : V ○ V ○ V ⊆ U
this : ∀ᶠ (y : X) in 𝓝[s] x, y ∈ s ∧ (∀ (i : ι), (F i x, F i y) ∈ V) ∧ (f y, z) ∈ V
⊢ ∀ᶠ (x_1 : ι) in l, F x_1 x ∈ {y | (y, z) ∈ id U}
state_after: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
ι : Type u_1
κ : Type u_2
X : Type u_3
X' : Type u_4
Y : Type u_5
Z : Type u_6
α : Type u_7
α' : Type u_8
β : Type u_9
β' : Type u_10
γ : Type u_11
𝓕 : Type u_12
tX : TopologicalSpace X
tY : TopologicalSpace Y
tZ : TopologicalSpace Z
uα : UniformSpace α
uβ : UniformSpace β
uγ : UniformSpace γ
l : Filter ι
F : ι → X → α
f : X → α
s : Set X
x : X
z : α
hF : EquicontinuousAt F x
hf : ∀ i ∈ 𝓤 α, ∀ᶠ (x : X) in 𝓝[s] x, f x ∈ {y | (y, z) ∈ id i}
hs : ∀ y ∈ s, Tendsto (fun x => F x y) l (𝓝 (f y))
hx : (𝓝[s] x).NeBot
U : Set (α × α)
hU : U ∈ 𝓤 α
V : Set (α × α)
hV : V ∈ 𝓤 α
hVs : SymmetricRel V
hVU : V ○ V ○ V ⊆ U
this : ∀ᶠ (y : X) in 𝓝[s] x, y ∈ s ∧ (∀ (i : ι), (F i x, F i y) ∈ V) ∧ (f y, z) ∈ V
y : X
hys : y ∈ s
hFy : ∀ (i : ι), (F i x, F i y) ∈ V
hfy : (f y, z) ∈ V
⊢ ∀ᶠ (x_1 : ι) in l, F x_1 x ∈ {y | (y, z) ∈ id U}
tactic: rcases this.exists with ⟨y, hys, hFy, hfy⟩
state_before: case intro.intro.intro.intro.intro.intro
ι : Type u_1
κ : Type u_2
X : Type u_3
X' : Type u_4
Y : Type u_5
Z : Type u_6
α : Type u_7
α' : Type u_8
β : Type u_9
β' : Type u_10
γ : Type u_11
𝓕 : Type u_12
tX : TopologicalSpace X
tY : TopologicalSpace Y
tZ : TopologicalSpace Z
uα : UniformSpace α
uβ : UniformSpace β
uγ : UniformSpace γ
l : Filter ι
F : ι → X → α
f : X → α
s : Set X
x : X
z : α
hF : EquicontinuousAt F x
hf : ∀ i ∈ 𝓤 α, ∀ᶠ (x : X) in 𝓝[s] x, f x ∈ {y | (y, z) ∈ id i}
hs : ∀ y ∈ s, Tendsto (fun x => F x y) l (𝓝 (f y))
hx : (𝓝[s] x).NeBot
U : Set (α × α)
hU : U ∈ 𝓤 α
V : Set (α × α)
hV : V ∈ 𝓤 α
hVs : SymmetricRel V
hVU : V ○ V ○ V ⊆ U
this : ∀ᶠ (y : X) in 𝓝[s] x, y ∈ s ∧ (∀ (i : ι), (F i x, F i y) ∈ V) ∧ (f y, z) ∈ V
y : X
hys : y ∈ s
hFy : ∀ (i : ι), (F i x, F i y) ∈ V
hfy : (f y, z) ∈ V
⊢ ∀ᶠ (x_1 : ι) in l, F x_1 x ∈ {y | (y, z) ∈ id U}
state_after: case h
ι : Type u_1
κ : Type u_2
X : Type u_3
X' : Type u_4
Y : Type u_5
Z : Type u_6
α : Type u_7
α' : Type u_8
β : Type u_9
β' : Type u_10
γ : Type u_11
𝓕 : Type u_12
tX : TopologicalSpace X
tY : TopologicalSpace Y
tZ : TopologicalSpace Z
uα : UniformSpace α
uβ : UniformSpace β
uγ : UniformSpace γ
l : Filter ι
F : ι → X → α
f : X → α
s : Set X
x : X
z : α
hF : EquicontinuousAt F x
hf : ∀ i ∈ 𝓤 α, ∀ᶠ (x : X) in 𝓝[s] x, f x ∈ {y | (y, z) ∈ id i}
hs : ∀ y ∈ s, Tendsto (fun x => F x y) l (𝓝 (f y))
hx : (𝓝[s] x).NeBot
U : Set (α × α)
hU : U ∈ 𝓤 α
V : Set (α × α)
hV : V ∈ 𝓤 α
hVs : SymmetricRel V
hVU : V ○ V ○ V ⊆ U
this : ∀ᶠ (y : X) in 𝓝[s] x, y ∈ s ∧ (∀ (i : ι), (F i x, F i y) ∈ V) ∧ (f y, z) ∈ V
y : X
hys : y ∈ s
hFy : ∀ (i : ι), (F i x, F i y) ∈ V
hfy : (f y, z) ∈ V
i : ι
hi : i ∈ (fun x => F x y) ⁻¹' ball (f y) V
⊢ (F i x, z) ∈ id U
tactic: filter_upwards [hs y hys (ball_mem_nhds _ hV)] with i hi
state_before: case h
ι : Type u_1
κ : Type u_2
X : Type u_3
X' : Type u_4
Y : Type u_5
Z : Type u_6
α : Type u_7
α' : Type u_8
β : Type u_9
β' : Type u_10
γ : Type u_11
𝓕 : Type u_12
tX : TopologicalSpace X
tY : TopologicalSpace Y
tZ : TopologicalSpace Z
uα : UniformSpace α
uβ : UniformSpace β
uγ : UniformSpace γ
l : Filter ι
F : ι → X → α
f : X → α
s : Set X
x : X
z : α
hF : EquicontinuousAt F x
hf : ∀ i ∈ 𝓤 α, ∀ᶠ (x : X) in 𝓝[s] x, f x ∈ {y | (y, z) ∈ id i}
hs : ∀ y ∈ s, Tendsto (fun x => F x y) l (𝓝 (f y))
hx : (𝓝[s] x).NeBot
U : Set (α × α)
hU : U ∈ 𝓤 α
V : Set (α × α)
hV : V ∈ 𝓤 α
hVs : SymmetricRel V
hVU : V ○ V ○ V ⊆ U
this : ∀ᶠ (y : X) in 𝓝[s] x, y ∈ s ∧ (∀ (i : ι), (F i x, F i y) ∈ V) ∧ (f y, z) ∈ V
y : X
hys : y ∈ s
hFy : ∀ (i : ι), (F i x, F i y) ∈ V
hfy : (f y, z) ∈ V
i : ι
hi : i ∈ (fun x => F x y) ⁻¹' ball (f y) V
⊢ (F i x, z) ∈ id U
state_after: no goals
tactic: exact hVU ⟨_, ⟨_, hFy i, (mem_ball_symmetry hVs).2 hi⟩, hfy⟩