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

Theorem ssufl 21632
Description: If 𝑌 is a subset of 𝑋 and filters extend to ultrafilters in 𝑋, then they still do in 𝑌. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
ssufl ((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) → 𝑌 ∈ UFL)

Proof of Theorem ssufl
Dummy variables 𝑓 𝑔 𝑢 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpll 789 . . . . 5 (((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) → 𝑋 ∈ UFL)
2 filfbas 21562 . . . . . . . 8 (𝑓 ∈ (Fil‘𝑌) → 𝑓 ∈ (fBas‘𝑌))
32adantl 482 . . . . . . 7 (((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) → 𝑓 ∈ (fBas‘𝑌))
4 filsspw 21565 . . . . . . . . 9 (𝑓 ∈ (Fil‘𝑌) → 𝑓 ⊆ 𝒫 𝑌)
54adantl 482 . . . . . . . 8 (((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) → 𝑓 ⊆ 𝒫 𝑌)
6 simplr 791 . . . . . . . . 9 (((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) → 𝑌𝑋)
7 sspwb 4878 . . . . . . . . 9 (𝑌𝑋 ↔ 𝒫 𝑌 ⊆ 𝒫 𝑋)
86, 7sylib 208 . . . . . . . 8 (((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) → 𝒫 𝑌 ⊆ 𝒫 𝑋)
95, 8sstrd 3593 . . . . . . 7 (((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) → 𝑓 ⊆ 𝒫 𝑋)
10 fbasweak 21579 . . . . . . 7 ((𝑓 ∈ (fBas‘𝑌) ∧ 𝑓 ⊆ 𝒫 𝑋𝑋 ∈ UFL) → 𝑓 ∈ (fBas‘𝑋))
113, 9, 1, 10syl3anc 1323 . . . . . 6 (((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) → 𝑓 ∈ (fBas‘𝑋))
12 fgcl 21592 . . . . . 6 (𝑓 ∈ (fBas‘𝑋) → (𝑋filGen𝑓) ∈ (Fil‘𝑋))
1311, 12syl 17 . . . . 5 (((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) → (𝑋filGen𝑓) ∈ (Fil‘𝑋))
14 ufli 21628 . . . . 5 ((𝑋 ∈ UFL ∧ (𝑋filGen𝑓) ∈ (Fil‘𝑋)) → ∃𝑢 ∈ (UFil‘𝑋)(𝑋filGen𝑓) ⊆ 𝑢)
151, 13, 14syl2anc 692 . . . 4 (((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) → ∃𝑢 ∈ (UFil‘𝑋)(𝑋filGen𝑓) ⊆ 𝑢)
16 ssfg 21586 . . . . . . . . . 10 (𝑓 ∈ (fBas‘𝑋) → 𝑓 ⊆ (𝑋filGen𝑓))
1711, 16syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) → 𝑓 ⊆ (𝑋filGen𝑓))
1817adantr 481 . . . . . . . 8 ((((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) ∧ (𝑢 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ (𝑋filGen𝑓) ⊆ 𝑢)) → 𝑓 ⊆ (𝑋filGen𝑓))
19 simprr 795 . . . . . . . 8 ((((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) ∧ (𝑢 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ (𝑋filGen𝑓) ⊆ 𝑢)) → (𝑋filGen𝑓) ⊆ 𝑢)
2018, 19sstrd 3593 . . . . . . 7 ((((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) ∧ (𝑢 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ (𝑋filGen𝑓) ⊆ 𝑢)) → 𝑓𝑢)
21 filtop 21569 . . . . . . . 8 (𝑓 ∈ (Fil‘𝑌) → 𝑌𝑓)
2221ad2antlr 762 . . . . . . 7 ((((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) ∧ (𝑢 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ (𝑋filGen𝑓) ⊆ 𝑢)) → 𝑌𝑓)
2320, 22sseldd 3584 . . . . . 6 ((((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) ∧ (𝑢 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ (𝑋filGen𝑓) ⊆ 𝑢)) → 𝑌𝑢)
24 simprl 793 . . . . . . 7 ((((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) ∧ (𝑢 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ (𝑋filGen𝑓) ⊆ 𝑢)) → 𝑢 ∈ (UFil‘𝑋))
256adantr 481 . . . . . . 7 ((((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) ∧ (𝑢 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ (𝑋filGen𝑓) ⊆ 𝑢)) → 𝑌𝑋)
26 trufil 21624 . . . . . . 7 ((𝑢 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ 𝑌𝑋) → ((𝑢t 𝑌) ∈ (UFil‘𝑌) ↔ 𝑌𝑢))
2724, 25, 26syl2anc 692 . . . . . 6 ((((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) ∧ (𝑢 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ (𝑋filGen𝑓) ⊆ 𝑢)) → ((𝑢t 𝑌) ∈ (UFil‘𝑌) ↔ 𝑌𝑢))
2823, 27mpbird 247 . . . . 5 ((((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) ∧ (𝑢 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ (𝑋filGen𝑓) ⊆ 𝑢)) → (𝑢t 𝑌) ∈ (UFil‘𝑌))
295adantr 481 . . . . . . 7 ((((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) ∧ (𝑢 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ (𝑋filGen𝑓) ⊆ 𝑢)) → 𝑓 ⊆ 𝒫 𝑌)
30 restid2 16012 . . . . . . 7 ((𝑌𝑓𝑓 ⊆ 𝒫 𝑌) → (𝑓t 𝑌) = 𝑓)
3122, 29, 30syl2anc 692 . . . . . 6 ((((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) ∧ (𝑢 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ (𝑋filGen𝑓) ⊆ 𝑢)) → (𝑓t 𝑌) = 𝑓)
32 ssrest 20890 . . . . . . 7 ((𝑢 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ 𝑓𝑢) → (𝑓t 𝑌) ⊆ (𝑢t 𝑌))
3324, 20, 32syl2anc 692 . . . . . 6 ((((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) ∧ (𝑢 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ (𝑋filGen𝑓) ⊆ 𝑢)) → (𝑓t 𝑌) ⊆ (𝑢t 𝑌))
3431, 33eqsstr3d 3619 . . . . 5 ((((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) ∧ (𝑢 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ (𝑋filGen𝑓) ⊆ 𝑢)) → 𝑓 ⊆ (𝑢t 𝑌))
35 sseq2 3606 . . . . . 6 (𝑔 = (𝑢t 𝑌) → (𝑓𝑔𝑓 ⊆ (𝑢t 𝑌)))
3635rspcev 3295 . . . . 5 (((𝑢t 𝑌) ∈ (UFil‘𝑌) ∧ 𝑓 ⊆ (𝑢t 𝑌)) → ∃𝑔 ∈ (UFil‘𝑌)𝑓𝑔)
3728, 34, 36syl2anc 692 . . . 4 ((((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) ∧ (𝑢 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ (𝑋filGen𝑓) ⊆ 𝑢)) → ∃𝑔 ∈ (UFil‘𝑌)𝑓𝑔)
3815, 37rexlimddv 3028 . . 3 (((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)) → ∃𝑔 ∈ (UFil‘𝑌)𝑓𝑔)
3938ralrimiva 2960 . 2 ((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) → ∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)∃𝑔 ∈ (UFil‘𝑌)𝑓𝑔)
40 ssexg 4764 . . . 4 ((𝑌𝑋𝑋 ∈ UFL) → 𝑌 ∈ V)
4140ancoms 469 . . 3 ((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) → 𝑌 ∈ V)
42 isufl 21627 . . 3 (𝑌 ∈ V → (𝑌 ∈ UFL ↔ ∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)∃𝑔 ∈ (UFil‘𝑌)𝑓𝑔))
4341, 42syl 17 . 2 ((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) → (𝑌 ∈ UFL ↔ ∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑌)∃𝑔 ∈ (UFil‘𝑌)𝑓𝑔))
4439, 43mpbird 247 1 ((𝑋 ∈ UFL ∧ 𝑌𝑋) → 𝑌 ∈ UFL)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384   = wceq 1480  wcel 1987  wral 2907  wrex 2908  Vcvv 3186  wss 3555  𝒫 cpw 4130  cfv 5847  (class class class)co 6604  t crest 16002  fBascfbas 19653  filGencfg 19654  Filcfil 21559  UFilcufil 21613  UFLcufl 21614
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-rep 4731  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902
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-reu 2914  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-iun 4487  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-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-1st 7113  df-2nd 7114  df-rest 16004  df-fbas 19662  df-fg 19663  df-fil 21560  df-ufil 21615  df-ufl 21616
This theorem is referenced by:  ufldom  21676
  Copyright terms: Public domain W3C validator