MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  fgcfil Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fgcfil 23115
Description: The Cauchy filter condition for a filter base. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Oct-2015.)
Assertion
Ref Expression
fgcfil ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐵 ∈ (fBas‘𝑋)) → ((𝑋filGen𝐵) ∈ (CauFil‘𝐷) ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦𝐵𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑤,𝑦,𝑧,𝐵   𝑤,𝑋,𝑥,𝑦,𝑧   𝑤,𝐷,𝑥,𝑦,𝑧

Proof of Theorem fgcfil
Dummy variable 𝑢 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cfili 23112 . . . . . 6 (((𝑋filGen𝐵) ∈ (CauFil‘𝐷) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → ∃𝑢 ∈ (𝑋filGen𝐵)∀𝑧𝑢𝑤𝑢 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥)
21adantll 750 . . . . 5 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐵 ∈ (fBas‘𝑋)) ∧ (𝑋filGen𝐵) ∈ (CauFil‘𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → ∃𝑢 ∈ (𝑋filGen𝐵)∀𝑧𝑢𝑤𝑢 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥)
3 elfg 21722 . . . . . . . 8 (𝐵 ∈ (fBas‘𝑋) → (𝑢 ∈ (𝑋filGen𝐵) ↔ (𝑢𝑋 ∧ ∃𝑦𝐵 𝑦𝑢)))
43ad3antlr 767 . . . . . . 7 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐵 ∈ (fBas‘𝑋)) ∧ (𝑋filGen𝐵) ∈ (CauFil‘𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑢 ∈ (𝑋filGen𝐵) ↔ (𝑢𝑋 ∧ ∃𝑦𝐵 𝑦𝑢)))
5 ssralv 3699 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦𝑢 → (∀𝑤𝑢 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥 → ∀𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥))
65ralimdv 2992 . . . . . . . . . . 11 (𝑦𝑢 → (∀𝑧𝑢𝑤𝑢 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥 → ∀𝑧𝑢𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥))
7 ssralv 3699 . . . . . . . . . . 11 (𝑦𝑢 → (∀𝑧𝑢𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥 → ∀𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥))
86, 7syldc 48 . . . . . . . . . 10 (∀𝑧𝑢𝑤𝑢 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥 → (𝑦𝑢 → ∀𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥))
98reximdv 3045 . . . . . . . . 9 (∀𝑧𝑢𝑤𝑢 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥 → (∃𝑦𝐵 𝑦𝑢 → ∃𝑦𝐵𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥))
109com12 32 . . . . . . . 8 (∃𝑦𝐵 𝑦𝑢 → (∀𝑧𝑢𝑤𝑢 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥 → ∃𝑦𝐵𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥))
1110adantl 481 . . . . . . 7 ((𝑢𝑋 ∧ ∃𝑦𝐵 𝑦𝑢) → (∀𝑧𝑢𝑤𝑢 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥 → ∃𝑦𝐵𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥))
124, 11syl6bi 243 . . . . . 6 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐵 ∈ (fBas‘𝑋)) ∧ (𝑋filGen𝐵) ∈ (CauFil‘𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (𝑢 ∈ (𝑋filGen𝐵) → (∀𝑧𝑢𝑤𝑢 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥 → ∃𝑦𝐵𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥)))
1312rexlimdv 3059 . . . . 5 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐵 ∈ (fBas‘𝑋)) ∧ (𝑋filGen𝐵) ∈ (CauFil‘𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → (∃𝑢 ∈ (𝑋filGen𝐵)∀𝑧𝑢𝑤𝑢 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥 → ∃𝑦𝐵𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥))
142, 13mpd 15 . . . 4 ((((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐵 ∈ (fBas‘𝑋)) ∧ (𝑋filGen𝐵) ∈ (CauFil‘𝐷)) ∧ 𝑥 ∈ ℝ+) → ∃𝑦𝐵𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥)
1514ralrimiva 2995 . . 3 (((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐵 ∈ (fBas‘𝑋)) ∧ (𝑋filGen𝐵) ∈ (CauFil‘𝐷)) → ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦𝐵𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥)
1615ex 449 . 2 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐵 ∈ (fBas‘𝑋)) → ((𝑋filGen𝐵) ∈ (CauFil‘𝐷) → ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦𝐵𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥))
17 ssfg 21723 . . . . . 6 (𝐵 ∈ (fBas‘𝑋) → 𝐵 ⊆ (𝑋filGen𝐵))
1817adantl 481 . . . . 5 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐵 ∈ (fBas‘𝑋)) → 𝐵 ⊆ (𝑋filGen𝐵))
19 ssrexv 3700 . . . . . 6 (𝐵 ⊆ (𝑋filGen𝐵) → (∃𝑦𝐵𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥 → ∃𝑦 ∈ (𝑋filGen𝐵)∀𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥))
2019ralimdv 2992 . . . . 5 (𝐵 ⊆ (𝑋filGen𝐵) → (∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦𝐵𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥 → ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ (𝑋filGen𝐵)∀𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥))
2118, 20syl 17 . . . 4 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐵 ∈ (fBas‘𝑋)) → (∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦𝐵𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥 → ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ (𝑋filGen𝐵)∀𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥))
22 fgcl 21729 . . . . 5 (𝐵 ∈ (fBas‘𝑋) → (𝑋filGen𝐵) ∈ (Fil‘𝑋))
2322adantl 481 . . . 4 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐵 ∈ (fBas‘𝑋)) → (𝑋filGen𝐵) ∈ (Fil‘𝑋))
2421, 23jctild 565 . . 3 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐵 ∈ (fBas‘𝑋)) → (∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦𝐵𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥 → ((𝑋filGen𝐵) ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ (𝑋filGen𝐵)∀𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥)))
25 iscfil2 23110 . . . 4 (𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) → ((𝑋filGen𝐵) ∈ (CauFil‘𝐷) ↔ ((𝑋filGen𝐵) ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ (𝑋filGen𝐵)∀𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥)))
2625adantr 480 . . 3 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐵 ∈ (fBas‘𝑋)) → ((𝑋filGen𝐵) ∈ (CauFil‘𝐷) ↔ ((𝑋filGen𝐵) ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦 ∈ (𝑋filGen𝐵)∀𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥)))
2724, 26sylibrd 249 . 2 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐵 ∈ (fBas‘𝑋)) → (∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦𝐵𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥 → (𝑋filGen𝐵) ∈ (CauFil‘𝐷)))
2816, 27impbid 202 1 ((𝐷 ∈ (∞Met‘𝑋) ∧ 𝐵 ∈ (fBas‘𝑋)) → ((𝑋filGen𝐵) ∈ (CauFil‘𝐷) ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑦𝐵𝑧𝑦𝑤𝑦 (𝑧𝐷𝑤) < 𝑥))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 383  wcel 2030  wral 2941  wrex 2942  wss 3607   class class class wbr 4685  cfv 5926  (class class class)co 6690   < clt 10112  +crp 11870  ∞Metcxmt 19779  fBascfbas 19782  filGencfg 19783  Filcfil 21696  CauFilccfil 23096
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-op 4217  df-uni 4469  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-id 5053  df-po 5064  df-so 5065  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-er 7787  df-map 7901  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-2 11117  df-rp 11871  df-xneg 11984  df-xadd 11985  df-xmul 11986  df-ico 12219  df-xmet 19787  df-fbas 19791  df-fg 19792  df-fil 21697  df-cfil 23099
This theorem is referenced by:  fmcfil  23116  cfilresi  23139  minveclem3  23246
  Copyright terms: Public domain W3C validator