Theorem eltg3 14851

Description: Membership in a topology generated by a basis. (Contributed by NM, 15-Jul-2006.) (Revised by Jim Kingdon, 4-Mar-2023.)

Assertion

Ref	Expression
eltg3	|- ( B e. V -> ( A e. ( topGen ` B ) <-> E. x ( x C_ B /\ A = U. x ) ) )

Distinct variable groups:   x, A   x, B   x, V

Proof of Theorem eltg3

Dummy variable y is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-topgen 13406	. . . . . . 7 |- topGen = ( x e. _V |-> { y | y C_ U. ( x i^i ~P y ) } )
2	1	funmpt2 5372	. . . . . 6 |- Fun topGen
3		funrel 5350	. . . . . 6 |- ( Fun topGen -> Rel topGen )
4	2, 3	ax-mp 5	. . . . 5 |- Rel topGen
5		relelfvdm 5680	. . . . 5 |- ( ( Rel topGen /\ A e. ( topGen ` B ) ) -> B e. dom topGen )
6	4, 5	mpan 424	. . . 4 |- ( A e. ( topGen ` B ) -> B e. dom topGen )
7		inex1g 4230	. . . 4 |- ( B e. dom topGen -> ( B i^i ~P A ) e. _V )
8	6, 7	syl 14	. . 3 |- ( A e. ( topGen ` B ) -> ( B i^i ~P A ) e. _V )
9		eltg4i 14849	. . 3 |- ( A e. ( topGen ` B ) -> A = U. ( B i^i ~P A ) )
10		inss1 3429	. . . . . . 7 |- ( B i^i ~P A ) C_ B
11		sseq1 3251	. . . . . . 7 |- ( x = ( B i^i ~P A ) -> ( x C_ B <-> ( B i^i ~P A ) C_ B ) )
12	10, 11	mpbiri 168	. . . . . 6 |- ( x = ( B i^i ~P A ) -> x C_ B )
13	12	biantrurd 305	. . . . 5 |- ( x = ( B i^i ~P A ) -> ( A = U. x <-> ( x C_ B /\ A = U. x ) ) )
14		unieq 3907	. . . . . 6 |- ( x = ( B i^i ~P A ) -> U. x = U. ( B i^i ~P A ) )
15	14	eqeq2d 2243	. . . . 5 |- ( x = ( B i^i ~P A ) -> ( A = U. x <-> A = U. ( B i^i ~P A ) ) )
16	13, 15	bitr3d 190	. . . 4 |- ( x = ( B i^i ~P A ) -> ( ( x C_ B /\ A = U. x ) <-> A = U. ( B i^i ~P A ) ) )
17	16	spcegv 2895	. . 3 |- ( ( B i^i ~P A ) e. _V -> ( A = U. ( B i^i ~P A ) -> E. x ( x C_ B /\ A = U. x ) ) )
18	8, 9, 17	sylc 62	. 2 |- ( A e. ( topGen ` B ) -> E. x ( x C_ B /\ A = U. x ) )
19		eltg3i 14850	. . . . 5 |- ( ( B e. V /\ x C_ B ) -> U. x e. ( topGen ` B ) )
20		eleq1 2294	. . . . 5 |- ( A = U. x -> ( A e. ( topGen ` B ) <-> U. x e. ( topGen ` B ) ) )
21	19, 20	syl5ibrcom 157	. . . 4 |- ( ( B e. V /\ x C_ B ) -> ( A = U. x -> A e. ( topGen ` B ) ) )
22	21	expimpd 363	. . 3 |- ( B e. V -> ( ( x C_ B /\ A = U. x ) -> A e. ( topGen ` B ) ) )
23	22	exlimdv 1867	. 2 |- ( B e. V -> ( E. x ( x C_ B /\ A = U. x ) -> A e. ( topGen ` B ) ) )
24	18, 23	impbid2 143	1 |- ( B e. V -> ( A e. ( topGen ` B ) <-> E. x ( x C_ B /\ A = U. x ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   = wceq 1398   E.wex 1541   e. wcel 2202   {cab 2217   _Vcvv 2803   i^i cin 3200   C_ wss 3201   ~Pcpw 3656   U.cuni 3898   dom cdm 4731   Rel wrel 4736   Fun wfun 5327   ` cfv 5333   topGenctg 13400

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-sep 4212  ax-pow 4270  ax-pr 4305  ax-un 4536

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1007  df-tru 1401  df-nf 1510  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2364  df-ral 2516  df-rex 2517  df-v 2805  df-sbc 3033  df-un 3205  df-in 3207  df-ss 3214  df-pw 3658  df-sn 3679  df-pr 3680  df-op 3682  df-uni 3899  df-br 4094  df-opab 4156  df-mpt 4157  df-id 4396  df-xp 4737  df-rel 4738  df-cnv 4739  df-co 4740  df-dm 4741  df-iota 5293  df-fun 5335  df-fv 5341  df-topgen 13406

This theorem is referenced by:  tgval3  14852  tgtop  14862  eltop3  14865  tgidm  14868  bastop1  14877  tgrest  14963  tgcn  15002  txbasval  15061