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

Theorem fgcl 21592
Description: A generated filter is a filter. (Contributed by Jeff Hankins, 3-Sep-2009.) (Revised by Stefan O'Rear, 2-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
fgcl (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → (𝑋filGen𝐹) ∈ (Fil‘𝑋))

Proof of Theorem fgcl
Dummy variables 𝑣 𝑢 𝑤 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 elfg 21585 . 2 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → (𝑧 ∈ (𝑋filGen𝐹) ↔ (𝑧𝑋 ∧ ∃𝑦𝐹 𝑦𝑧)))
2 elfvex 6178 . 2 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → 𝑋 ∈ V)
3 fbasne0 21544 . . . . . 6 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → 𝐹 ≠ ∅)
4 n0 3907 . . . . . 6 (𝐹 ≠ ∅ ↔ ∃𝑦 𝑦𝐹)
53, 4sylib 208 . . . . 5 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → ∃𝑦 𝑦𝐹)
6 fbelss 21547 . . . . . . . 8 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝑦𝐹) → 𝑦𝑋)
76ex 450 . . . . . . 7 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → (𝑦𝐹𝑦𝑋))
87ancld 575 . . . . . 6 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → (𝑦𝐹 → (𝑦𝐹𝑦𝑋)))
98eximdv 1843 . . . . 5 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → (∃𝑦 𝑦𝐹 → ∃𝑦(𝑦𝐹𝑦𝑋)))
105, 9mpd 15 . . . 4 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → ∃𝑦(𝑦𝐹𝑦𝑋))
11 df-rex 2913 . . . 4 (∃𝑦𝐹 𝑦𝑋 ↔ ∃𝑦(𝑦𝐹𝑦𝑋))
1210, 11sylibr 224 . . 3 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → ∃𝑦𝐹 𝑦𝑋)
13 elfvdm 6177 . . . 4 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → 𝑋 ∈ dom fBas)
14 sseq2 3606 . . . . . 6 (𝑧 = 𝑋 → (𝑦𝑧𝑦𝑋))
1514rexbidv 3045 . . . . 5 (𝑧 = 𝑋 → (∃𝑦𝐹 𝑦𝑧 ↔ ∃𝑦𝐹 𝑦𝑋))
1615sbcieg 3450 . . . 4 (𝑋 ∈ dom fBas → ([𝑋 / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧 ↔ ∃𝑦𝐹 𝑦𝑋))
1713, 16syl 17 . . 3 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → ([𝑋 / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧 ↔ ∃𝑦𝐹 𝑦𝑋))
1812, 17mpbird 247 . 2 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → [𝑋 / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧)
19 0nelfb 21545 . . 3 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → ¬ ∅ ∈ 𝐹)
20 0ex 4750 . . . . 5 ∅ ∈ V
21 sseq2 3606 . . . . . 6 (𝑧 = ∅ → (𝑦𝑧𝑦 ⊆ ∅))
2221rexbidv 3045 . . . . 5 (𝑧 = ∅ → (∃𝑦𝐹 𝑦𝑧 ↔ ∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ ∅))
2320, 22sbcie 3452 . . . 4 ([∅ / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧 ↔ ∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ ∅)
24 ss0 3946 . . . . . . 7 (𝑦 ⊆ ∅ → 𝑦 = ∅)
2524eleq1d 2683 . . . . . 6 (𝑦 ⊆ ∅ → (𝑦𝐹 ↔ ∅ ∈ 𝐹))
2625biimpac 503 . . . . 5 ((𝑦𝐹𝑦 ⊆ ∅) → ∅ ∈ 𝐹)
2726rexlimiva 3021 . . . 4 (∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ ∅ → ∅ ∈ 𝐹)
2823, 27sylbi 207 . . 3 ([∅ / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧 → ∅ ∈ 𝐹)
2919, 28nsyl 135 . 2 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → ¬ [∅ / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧)
30 sstr 3591 . . . . . 6 ((𝑦𝑣𝑣𝑢) → 𝑦𝑢)
3130expcom 451 . . . . 5 (𝑣𝑢 → (𝑦𝑣𝑦𝑢))
3231reximdv 3010 . . . 4 (𝑣𝑢 → (∃𝑦𝐹 𝑦𝑣 → ∃𝑦𝐹 𝑦𝑢))
33323ad2ant3 1082 . . 3 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝑢𝑋𝑣𝑢) → (∃𝑦𝐹 𝑦𝑣 → ∃𝑦𝐹 𝑦𝑢))
34 vex 3189 . . . 4 𝑣 ∈ V
35 sseq2 3606 . . . . 5 (𝑧 = 𝑣 → (𝑦𝑧𝑦𝑣))
3635rexbidv 3045 . . . 4 (𝑧 = 𝑣 → (∃𝑦𝐹 𝑦𝑧 ↔ ∃𝑦𝐹 𝑦𝑣))
3734, 36sbcie 3452 . . 3 ([𝑣 / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧 ↔ ∃𝑦𝐹 𝑦𝑣)
38 vex 3189 . . . 4 𝑢 ∈ V
39 sseq2 3606 . . . . 5 (𝑧 = 𝑢 → (𝑦𝑧𝑦𝑢))
4039rexbidv 3045 . . . 4 (𝑧 = 𝑢 → (∃𝑦𝐹 𝑦𝑧 ↔ ∃𝑦𝐹 𝑦𝑢))
4138, 40sbcie 3452 . . 3 ([𝑢 / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧 ↔ ∃𝑦𝐹 𝑦𝑢)
4233, 37, 413imtr4g 285 . 2 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝑢𝑋𝑣𝑢) → ([𝑣 / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧[𝑢 / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧))
43 fbasssin 21550 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝑧𝐹𝑤𝐹) → ∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ (𝑧𝑤))
44433expib 1265 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → ((𝑧𝐹𝑤𝐹) → ∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ (𝑧𝑤)))
45 sstr2 3590 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 ⊆ (𝑧𝑤) → ((𝑧𝑤) ⊆ (𝑢𝑣) → 𝑦 ⊆ (𝑢𝑣)))
4645com12 32 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑧𝑤) ⊆ (𝑢𝑣) → (𝑦 ⊆ (𝑧𝑤) → 𝑦 ⊆ (𝑢𝑣)))
4746reximdv 3010 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑧𝑤) ⊆ (𝑢𝑣) → (∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ (𝑧𝑤) → ∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ (𝑢𝑣)))
48 ss2in 3818 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑧𝑢𝑤𝑣) → (𝑧𝑤) ⊆ (𝑢𝑣))
4947, 48syl11 33 . . . . . . . . . . . 12 (∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ (𝑧𝑤) → ((𝑧𝑢𝑤𝑣) → ∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ (𝑢𝑣)))
5044, 49syl6 35 . . . . . . . . . . 11 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → ((𝑧𝐹𝑤𝐹) → ((𝑧𝑢𝑤𝑣) → ∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ (𝑢𝑣))))
5150exp5c 643 . . . . . . . . . 10 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → (𝑧𝐹 → (𝑤𝐹 → (𝑧𝑢 → (𝑤𝑣 → ∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ (𝑢𝑣))))))
5251imp31 448 . . . . . . . . 9 (((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝑧𝐹) ∧ 𝑤𝐹) → (𝑧𝑢 → (𝑤𝑣 → ∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ (𝑢𝑣))))
5352impancom 456 . . . . . . . 8 (((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝑧𝐹) ∧ 𝑧𝑢) → (𝑤𝐹 → (𝑤𝑣 → ∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ (𝑢𝑣))))
5453rexlimdv 3023 . . . . . . 7 (((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝑧𝐹) ∧ 𝑧𝑢) → (∃𝑤𝐹 𝑤𝑣 → ∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ (𝑢𝑣)))
5554ex 450 . . . . . 6 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝑧𝐹) → (𝑧𝑢 → (∃𝑤𝐹 𝑤𝑣 → ∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ (𝑢𝑣))))
5655rexlimdva 3024 . . . . 5 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → (∃𝑧𝐹 𝑧𝑢 → (∃𝑤𝐹 𝑤𝑣 → ∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ (𝑢𝑣))))
5756impd 447 . . . 4 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → ((∃𝑧𝐹 𝑧𝑢 ∧ ∃𝑤𝐹 𝑤𝑣) → ∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ (𝑢𝑣)))
58573ad2ant1 1080 . . 3 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝑢𝑋𝑣𝑋) → ((∃𝑧𝐹 𝑧𝑢 ∧ ∃𝑤𝐹 𝑤𝑣) → ∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ (𝑢𝑣)))
59 sseq1 3605 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑧 → (𝑦𝑢𝑧𝑢))
6059cbvrexv 3160 . . . . 5 (∃𝑦𝐹 𝑦𝑢 ↔ ∃𝑧𝐹 𝑧𝑢)
6141, 60bitri 264 . . . 4 ([𝑢 / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧 ↔ ∃𝑧𝐹 𝑧𝑢)
62 sseq1 3605 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑤 → (𝑦𝑣𝑤𝑣))
6362cbvrexv 3160 . . . . 5 (∃𝑦𝐹 𝑦𝑣 ↔ ∃𝑤𝐹 𝑤𝑣)
6437, 63bitri 264 . . . 4 ([𝑣 / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧 ↔ ∃𝑤𝐹 𝑤𝑣)
6561, 64anbi12i 732 . . 3 (([𝑢 / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧[𝑣 / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧) ↔ (∃𝑧𝐹 𝑧𝑢 ∧ ∃𝑤𝐹 𝑤𝑣))
6638inex1 4759 . . . 4 (𝑢𝑣) ∈ V
67 sseq2 3606 . . . . 5 (𝑧 = (𝑢𝑣) → (𝑦𝑧𝑦 ⊆ (𝑢𝑣)))
6867rexbidv 3045 . . . 4 (𝑧 = (𝑢𝑣) → (∃𝑦𝐹 𝑦𝑧 ↔ ∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ (𝑢𝑣)))
6966, 68sbcie 3452 . . 3 ([(𝑢𝑣) / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧 ↔ ∃𝑦𝐹 𝑦 ⊆ (𝑢𝑣))
7058, 65, 693imtr4g 285 . 2 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝑢𝑋𝑣𝑋) → (([𝑢 / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧[𝑣 / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧) → [(𝑢𝑣) / 𝑧]𝑦𝐹 𝑦𝑧))
711, 2, 18, 29, 42, 70isfild 21572 1 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → (𝑋filGen𝐹) ∈ (Fil‘𝑋))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384  w3a 1036   = wceq 1480  wex 1701  wcel 1987  wne 2790  wrex 2908  [wsbc 3417  cin 3554  wss 3555  c0 3891  dom cdm 5074  cfv 5847  (class class class)co 6604  fBascfbas 19653  filGencfg 19654  Filcfil 21559
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-rab 2916  df-v 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-op 4155  df-uni 4403  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-id 4989  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fv 5855  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-fbas 19662  df-fg 19663  df-fil 21560
This theorem is referenced by:  fgabs  21593  trfg  21605  isufil2  21622  ssufl  21632  ufileu  21633  filufint  21634  fixufil  21636  uffixfr  21637  fmfil  21658  fmfg  21663  elfm3  21664  rnelfm  21667  fmfnfmlem2  21669  fmfnfm  21672  fbflim  21690  hausflim  21695  flimclslem  21698  flffbas  21709  fclsbas  21735  fclsfnflim  21741  flimfnfcls  21742  fclscmp  21744  haustsms  21849  tsmscls  21851  tsmsmhm  21859  tsmsadd  21860  cfilufg  22007  metust  22273  fgcfil  22977  cmetcaulem  22994  cmetss  23021  minveclem4a  23109  minveclem4  23111
  Copyright terms: Public domain W3C validator