Theorem tgclb 12273

Description: The property tgcl 12272 can be reversed: if the topology generated by B is actually a topology, then B must be a topological basis. This yields an alternative definition of TopBases. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Sep-2015.)

Assertion

Ref	Expression
tgclb	|- ( B e. TopBases <-> ( topGen ` B ) e. Top )

Proof of Theorem tgclb

Dummy variables x y z w are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		tgcl 12272	. 2 |- ( B e. TopBases -> ( topGen ` B ) e. Top )
2		df-topgen 12180	. . . . . . . . . . . . 13 |- topGen = ( x e. _V |-> { y | y C_ U. ( x i^i ~P y ) } )
3	2	funmpt2 5170	. . . . . . . . . . . 12 |- Fun topGen
4		funrel 5148	. . . . . . . . . . . 12 |- ( Fun topGen -> Rel topGen )
5	3, 4	ax-mp 5	. . . . . . . . . . 11 |- Rel topGen
6		0opn 12212	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( topGen ` B ) e. Top -> (/) e. ( topGen ` B ) )
7		relelfvdm 5461	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( Rel topGen /\ (/) e. ( topGen ` B ) ) -> B e. dom topGen )
8	5, 6, 7	sylancr 411	. . . . . . . . . 10 |- ( ( topGen ` B ) e. Top -> B e. dom topGen )
9	8	elexd 2702	. . . . . . . . 9 |- ( ( topGen ` B ) e. Top -> B e. _V )
10		bastg 12269	. . . . . . . . 9 |- ( B e. _V -> B C_ ( topGen ` B ) )
11	9, 10	syl 14	. . . . . . . 8 |- ( ( topGen ` B ) e. Top -> B C_ ( topGen ` B ) )
12	11	sselda 3102	. . . . . . 7 |- ( ( ( topGen ` B ) e. Top /\ x e. B ) -> x e. ( topGen ` B ) )
13	11	sselda 3102	. . . . . . 7 |- ( ( ( topGen ` B ) e. Top /\ y e. B ) -> y e. ( topGen ` B ) )
14	12, 13	anim12dan 590	. . . . . 6 |- ( ( ( topGen ` B ) e. Top /\ ( x e. B /\ y e. B ) ) -> ( x e. ( topGen ` B ) /\ y e. ( topGen ` B ) ) )
15		inopn 12209	. . . . . . 7 |- ( ( ( topGen ` B ) e. Top /\ x e. ( topGen ` B ) /\ y e. ( topGen ` B ) ) -> ( x i^i y ) e. ( topGen ` B ) )
16	15	3expb 1183	. . . . . 6 |- ( ( ( topGen ` B ) e. Top /\ ( x e. ( topGen ` B ) /\ y e. ( topGen ` B ) ) ) -> ( x i^i y ) e. ( topGen ` B ) )
17	14, 16	syldan 280	. . . . 5 |- ( ( ( topGen ` B ) e. Top /\ ( x e. B /\ y e. B ) ) -> ( x i^i y ) e. ( topGen ` B ) )
18		tg2 12268	. . . . . 6 |- ( ( ( x i^i y ) e. ( topGen ` B ) /\ z e. ( x i^i y ) ) -> E. w e. B ( z e. w /\ w C_ ( x i^i y ) ) )
19	18	ralrimiva 2508	. . . . 5 |- ( ( x i^i y ) e. ( topGen ` B ) -> A. z e. ( x i^i y ) E. w e. B ( z e. w /\ w C_ ( x i^i y ) ) )
20	17, 19	syl 14	. . . 4 |- ( ( ( topGen ` B ) e. Top /\ ( x e. B /\ y e. B ) ) -> A. z e. ( x i^i y ) E. w e. B ( z e. w /\ w C_ ( x i^i y ) ) )
21	20	ralrimivva 2517	. . 3 |- ( ( topGen ` B ) e. Top -> A. x e. B A. y e. B A. z e. ( x i^i y ) E. w e. B ( z e. w /\ w C_ ( x i^i y ) ) )
22		isbasis2g 12251	. . . 4 |- ( B e. _V -> ( B e. TopBases <-> A. x e. B A. y e. B A. z e. ( x i^i y ) E. w e. B ( z e. w /\ w C_ ( x i^i y ) ) ) )
23	9, 22	syl 14	. . 3 |- ( ( topGen ` B ) e. Top -> ( B e. TopBases <-> A. x e. B A. y e. B A. z e. ( x i^i y ) E. w e. B ( z e. w /\ w C_ ( x i^i y ) ) ) )
24	21, 23	mpbird 166	. 2 |- ( ( topGen ` B ) e. Top -> B e. TopBases )
25	1, 24	impbii 125	1 |- ( B e. TopBases <-> ( topGen ` B ) e. Top )

Syntax hints:   /\ wa 103   <-> wb 104   e. wcel 1481   {cab 2126   A.wral 2417   E.wrex 2418   _Vcvv 2689   i^i cin 3075   C_ wss 3076   (/)c0 3368   ~Pcpw 3515   U.cuni 3744   dom cdm 4547   Rel wrel 4552   Fun wfun 5125   ` cfv 5131   topGenctg 12174   Topctop 12203   TopBasesctb 12248

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1424  ax-7 1425  ax-gen 1426  ax-ie1 1470  ax-ie2 1471  ax-8 1483  ax-10 1484  ax-11 1485  ax-i12 1486  ax-bndl 1487  ax-4 1488  ax-13 1492  ax-14 1493  ax-17 1507  ax-i9 1511  ax-ial 1515  ax-i5r 1516  ax-ext 2122  ax-sep 4054  ax-pow 4106  ax-pr 4139  ax-un 4363

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 965  df-tru 1335  df-fal 1338  df-nf 1438  df-sb 1737  df-eu 2003  df-mo 2004  df-clab 2127  df-cleq 2133  df-clel 2136  df-nfc 2271  df-ral 2422  df-rex 2423  df-v 2691  df-sbc 2914  df-dif 3078  df-un 3080  df-in 3082  df-ss 3089  df-nul 3369  df-pw 3517  df-sn 3538  df-pr 3539  df-op 3541  df-uni 3745  df-br 3938  df-opab 3998  df-mpt 3999  df-id 4223  df-xp 4553  df-rel 4554  df-cnv 4555  df-co 4556  df-dm 4557  df-iota 5096  df-fun 5133  df-fv 5139  df-topgen 12180  df-top 12204  df-bases 12249

This theorem is referenced by:  bastop2  12292  tgcn  12416  tgcnp  12417