Theorem tgrest 15160

Description: A subspace can be generated by restricted sets from a basis for the original topology. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Mar-2015.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 30-Aug-2015.)

Assertion

Ref	Expression
tgrest	|- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( topGen ` ( B ↾t A ) ) = ( ( topGen ` B ) ↾t A ) )

Proof of Theorem tgrest

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		restfn 13540	. . . . . 6 |- ↾t Fn ( _V X. _V )
2		elex 2827	. . . . . 6 |- ( B e. V -> B e. _V )
3		elex 2827	. . . . . 6 |- ( A e. W -> A e. _V )
4		fnovex 6091	. . . . . 6 |- ( ( ↾t Fn ( _V X. _V ) /\ B e. _V /\ A e. _V ) -> ( B ↾t A ) e. _V )
5	1, 2, 3, 4	mp3an3an 1380	. . . . 5 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( B ↾t A ) e. _V )
6		eltg3 15048	. . . . 5 |- ( ( B ↾t A ) e. _V -> ( x e. ( topGen ` ( B ↾t A ) ) <-> E. y ( y C_ ( B ↾t A ) /\ x = U. y ) ) )
7	5, 6	syl 14	. . . 4 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( x e. ( topGen ` ( B ↾t A ) ) <-> E. y ( y C_ ( B ↾t A ) /\ x = U. y ) ) )
8		simpll 527	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ y C_ ( B ↾t A ) ) -> B e. V )
9		funmpt 5395	. . . . . . . . . 10 |- Fun ( x e. B |-> ( x i^i A ) )
10	9	a1i 9	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ y C_ ( B ↾t A ) ) -> Fun ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) )
11		restval 13542	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( B ↾t A ) = ran ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) )
12	11	sseq2d 3272	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( y C_ ( B ↾t A ) <-> y C_ ran ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) ) )
13	12	biimpa 296	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ y C_ ( B ↾t A ) ) -> y C_ ran ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) )
14		vex 2818	. . . . . . . . . . . . 13 |- x e. _V
15	14	inex1 4249	. . . . . . . . . . . 12 |- ( x i^i A ) e. _V
16	15	rgenw 2599	. . . . . . . . . . 11 |- A. x e. B ( x i^i A ) e. _V
17		eqid 2234	. . . . . . . . . . . 12 |- ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) = ( x e. B |-> ( x i^i A ) )
18	17	fnmpt 5490	. . . . . . . . . . 11 |- ( A. x e. B ( x i^i A ) e. _V -> ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) Fn B )
19		fnima 5482	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) Fn B -> ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " B ) = ran ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) )
20	16, 18, 19	mp2b 8	. . . . . . . . . 10 |- ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " B ) = ran ( x e. B |-> ( x i^i A ) )
21	13, 20	sseqtrrdi 3291	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ y C_ ( B ↾t A ) ) -> y C_ ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " B ) )
22		ssimaexg 5744	. . . . . . . . 9 |- ( ( B e. V /\ Fun ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) /\ y C_ ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " B ) ) -> E. z ( z C_ B /\ y = ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " z ) ) )
23	8, 10, 21, 22	syl3anc 1274	. . . . . . . 8 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ y C_ ( B ↾t A ) ) -> E. z ( z C_ B /\ y = ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " z ) ) )
24		df-ima 4767	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " z ) = ran ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) |` z )
25		resmpt 5091	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ( z C_ B -> ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) |` z ) = ( x e. z |-> ( x i^i A ) ) )
26	25	adantl 277	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) |` z ) = ( x e. z |-> ( x i^i A ) ) )
27	26	rneqd 4991	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> ran ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) |` z ) = ran ( x e. z |-> ( x i^i A ) ) )
28	24, 27	eqtrid 2279	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " z ) = ran ( x e. z |-> ( x i^i A ) ) )
29	28	unieqd 3930	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> U. ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " z ) = U. ran ( x e. z |-> ( x i^i A ) ) )
30	15	dfiun3 5021	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- U_ x e. z ( x i^i A ) = U. ran ( x e. z |-> ( x i^i A ) )
31	29, 30	eqtr4di 2285	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> U. ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " z ) = U_ x e. z ( x i^i A ) )
32		iunin1 4061	. . . . . . . . . . . . . 14 |- U_ x e. z ( x i^i A ) = ( U_ x e. z x i^i A )
33	31, 32	eqtrdi 2283	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> U. ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " z ) = ( U_ x e. z x i^i A ) )
34		tgvalex 13560	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( B e. V -> ( topGen ` B ) e. _V )
35	34	ad2antrr 488	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> ( topGen ` B ) e. _V )
36		simpr 110	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> A e. W )
37	36	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> A e. W )
38		uniiun 4050	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- U. z = U_ x e. z x
39		eltg3i 15047	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( B e. V /\ z C_ B ) -> U. z e. ( topGen ` B ) )
40	38, 39	eqeltrrid 2322	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( B e. V /\ z C_ B ) -> U_ x e. z x e. ( topGen ` B ) )
41	40	adantlr 477	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> U_ x e. z x e. ( topGen ` B ) )
42		elrestr 13544	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( topGen ` B ) e. _V /\ A e. W /\ U_ x e. z x e. ( topGen ` B ) ) -> ( U_ x e. z x i^i A ) e. ( ( topGen ` B ) ↾t A ) )
43	35, 37, 41, 42	syl3anc 1274	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> ( U_ x e. z x i^i A ) e. ( ( topGen ` B ) ↾t A ) )
44	33, 43	eqeltrd 2311	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> U. ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " z ) e. ( ( topGen ` B ) ↾t A ) )
45		unieq 3928	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( y = ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " z ) -> U. y = U. ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " z ) )
46	45	eleq1d 2303	. . . . . . . . . . . 12 |- ( y = ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " z ) -> ( U. y e. ( ( topGen ` B ) ↾t A ) <-> U. ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " z ) e. ( ( topGen ` B ) ↾t A ) ) )
47	44, 46	syl5ibrcom 157	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> ( y = ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " z ) -> U. y e. ( ( topGen ` B ) ↾t A ) ) )
48	47	expimpd 363	. . . . . . . . . 10 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( ( z C_ B /\ y = ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " z ) ) -> U. y e. ( ( topGen ` B ) ↾t A ) ) )
49	48	exlimdv 1868	. . . . . . . . 9 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( E. z ( z C_ B /\ y = ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " z ) ) -> U. y e. ( ( topGen ` B ) ↾t A ) ) )
50	49	adantr 276	. . . . . . . 8 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ y C_ ( B ↾t A ) ) -> ( E. z ( z C_ B /\ y = ( ( x e. B |-> ( x i^i A ) ) " z ) ) -> U. y e. ( ( topGen ` B ) ↾t A ) ) )
51	23, 50	mpd 13	. . . . . . 7 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ y C_ ( B ↾t A ) ) -> U. y e. ( ( topGen ` B ) ↾t A ) )
52		eleq1 2297	. . . . . . 7 |- ( x = U. y -> ( x e. ( ( topGen ` B ) ↾t A ) <-> U. y e. ( ( topGen ` B ) ↾t A ) ) )
53	51, 52	syl5ibrcom 157	. . . . . 6 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ y C_ ( B ↾t A ) ) -> ( x = U. y -> x e. ( ( topGen ` B ) ↾t A ) ) )
54	53	expimpd 363	. . . . 5 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( ( y C_ ( B ↾t A ) /\ x = U. y ) -> x e. ( ( topGen ` B ) ↾t A ) ) )
55	54	exlimdv 1868	. . . 4 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( E. y ( y C_ ( B ↾t A ) /\ x = U. y ) -> x e. ( ( topGen ` B ) ↾t A ) ) )
56	7, 55	sylbid 150	. . 3 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( x e. ( topGen ` ( B ↾t A ) ) -> x e. ( ( topGen ` B ) ↾t A ) ) )
57	56	ssrdv 3248	. 2 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( topGen ` ( B ↾t A ) ) C_ ( ( topGen ` B ) ↾t A ) )
58		restval 13542	. . . 4 |- ( ( ( topGen ` B ) e. _V /\ A e. W ) -> ( ( topGen ` B ) ↾t A ) = ran ( w e. ( topGen ` B ) |-> ( w i^i A ) ) )
59	34, 36, 58	syl2an2r 599	. . 3 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( ( topGen ` B ) ↾t A ) = ran ( w e. ( topGen ` B ) |-> ( w i^i A ) ) )
60		eltg3 15048	. . . . . . . 8 |- ( B e. V -> ( w e. ( topGen ` B ) <-> E. z ( z C_ B /\ w = U. z ) ) )
61	60	adantr 276	. . . . . . 7 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( w e. ( topGen ` B ) <-> E. z ( z C_ B /\ w = U. z ) ) )
62	38	ineq1i 3422	. . . . . . . . . . . 12 |- ( U. z i^i A ) = ( U_ x e. z x i^i A )
63	62, 32	eqtr4i 2258	. . . . . . . . . . 11 |- ( U. z i^i A ) = U_ x e. z ( x i^i A )
64		simplll 535	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) /\ x e. z ) -> B e. V )
65		simpllr 536	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) /\ x e. z ) -> A e. W )
66		simpr 110	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> z C_ B )
67	66	sselda 3242	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) /\ x e. z ) -> x e. B )
68		elrestr 13544	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( B e. V /\ A e. W /\ x e. B ) -> ( x i^i A ) e. ( B ↾t A ) )
69	64, 65, 67, 68	syl3anc 1274	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) /\ x e. z ) -> ( x i^i A ) e. ( B ↾t A ) )
70	69	fmpttd 5837	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> ( x e. z |-> ( x i^i A ) ) : z --> ( B ↾t A ) )
71	70	frnd 5523	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> ran ( x e. z |-> ( x i^i A ) ) C_ ( B ↾t A ) )
72		eltg3i 15047	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( B ↾t A ) e. _V /\ ran ( x e. z |-> ( x i^i A ) ) C_ ( B ↾t A ) ) -> U. ran ( x e. z |-> ( x i^i A ) ) e. ( topGen ` ( B ↾t A ) ) )
73	5, 71, 72	syl2an2r 599	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> U. ran ( x e. z |-> ( x i^i A ) ) e. ( topGen ` ( B ↾t A ) ) )
74	30, 73	eqeltrid 2321	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> U_ x e. z ( x i^i A ) e. ( topGen ` ( B ↾t A ) ) )
75	63, 74	eqeltrid 2321	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> ( U. z i^i A ) e. ( topGen ` ( B ↾t A ) ) )
76		ineq1 3419	. . . . . . . . . . 11 |- ( w = U. z -> ( w i^i A ) = ( U. z i^i A ) )
77	76	eleq1d 2303	. . . . . . . . . 10 |- ( w = U. z -> ( ( w i^i A ) e. ( topGen ` ( B ↾t A ) ) <-> ( U. z i^i A ) e. ( topGen ` ( B ↾t A ) ) ) )
78	75, 77	syl5ibrcom 157	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ z C_ B ) -> ( w = U. z -> ( w i^i A ) e. ( topGen ` ( B ↾t A ) ) ) )
79	78	expimpd 363	. . . . . . . 8 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( ( z C_ B /\ w = U. z ) -> ( w i^i A ) e. ( topGen ` ( B ↾t A ) ) ) )
80	79	exlimdv 1868	. . . . . . 7 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( E. z ( z C_ B /\ w = U. z ) -> ( w i^i A ) e. ( topGen ` ( B ↾t A ) ) ) )
81	61, 80	sylbid 150	. . . . . 6 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( w e. ( topGen ` B ) -> ( w i^i A ) e. ( topGen ` ( B ↾t A ) ) ) )
82	81	imp 124	. . . . 5 |- ( ( ( B e. V /\ A e. W ) /\ w e. ( topGen ` B ) ) -> ( w i^i A ) e. ( topGen ` ( B ↾t A ) ) )
83	82	fmpttd 5837	. . . 4 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( w e. ( topGen ` B ) |-> ( w i^i A ) ) : ( topGen ` B ) --> ( topGen ` ( B ↾t A ) ) )
84	83	frnd 5523	. . 3 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ran ( w e. ( topGen ` B ) |-> ( w i^i A ) ) C_ ( topGen ` ( B ↾t A ) ) )
85	59, 84	eqsstrd 3278	. 2 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( ( topGen ` B ) ↾t A ) C_ ( topGen ` ( B ↾t A ) ) )
86	57, 85	eqssd 3259	1 |- ( ( B e. V /\ A e. W ) -> ( topGen ` ( B ↾t A ) ) = ( ( topGen ` B ) ↾t A ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   = wceq 1398   E.wex 1541   e. wcel 2205   A.wral 2522   _Vcvv 2815   i^i cin 3213   C_ wss 3214   U.cuni 3919   U_ciun 3996   |-> cmpt 4176   X. cxp 4752   ran crn 4755   |` cres 4756   "cima 4757   Fun wfun 5351   Fn wfn 5352   ` cfv 5357  (class class class)co 6058   ↾_t crest 13536   topGenctg 13551

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-in1 619  ax-in2 620  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 2207  ax-14 2208  ax-ext 2216  ax-coll 4230  ax-sep 4233  ax-pow 4292  ax-pr 4327  ax-un 4559  ax-setind 4664

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2085  df-mo 2086  df-clab 2221  df-cleq 2227  df-clel 2230  df-nfc 2375  df-ne 2415  df-ral 2527  df-rex 2528  df-reu 2529  df-rab 2531  df-v 2817  df-sbc 3046  df-csb 3142  df-dif 3216  df-un 3218  df-in 3220  df-ss 3227  df-pw 3676  df-sn 3700  df-pr 3701  df-op 3703  df-uni 3920  df-iun 3998  df-br 4115  df-opab 4177  df-mpt 4178  df-id 4419  df-xp 4760  df-rel 4761  df-cnv 4762  df-co 4763  df-dm 4764  df-rn 4765  df-res 4766  df-ima 4767  df-iota 5317  df-fun 5359  df-fn 5360  df-f 5361  df-f1 5362  df-fo 5363  df-f1o 5364  df-fv 5365  df-ov 6061  df-oprab 6062  df-mpo 6063  df-1st 6347  df-2nd 6348  df-rest 13538  df-topgen 13557

This theorem is referenced by:  resttop  15161  txrest  15267