Theorem isbasis3g 12252

Description: Express the predicate "the set 𝐵 is a basis for a topology". Definition of basis in [Munkres] p. 78. (Contributed by NM, 17-Jul-2006.)

Assertion

Ref	Expression
isbasis3g	⊢ (𝐵 ∈ 𝐶 → (𝐵 ∈ TopBases ↔ (∀𝑥 ∈ 𝐵 𝑥 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ ∪ 𝐵∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ (𝑥 ∩ 𝑦)∃𝑤 ∈ 𝐵 (𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑥 ∩ 𝑦)))))

Distinct variable group:   𝑥,𝑤,𝑦,𝑧,𝐵

Allowed substitution hints:   𝐶(𝑥,𝑦,𝑧,𝑤)

Proof of Theorem isbasis3g

Step	Hyp	Ref	Expression
1		isbasis2g 12251	. 2 ⊢ (𝐵 ∈ 𝐶 → (𝐵 ∈ TopBases ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ (𝑥 ∩ 𝑦)∃𝑤 ∈ 𝐵 (𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑥 ∩ 𝑦))))
2		elssuni 3772	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐵 → 𝑥 ⊆ ∪ 𝐵)
3	2	rgen 2488	. . . . 5 ⊢ ∀𝑥 ∈ 𝐵 𝑥 ⊆ ∪ 𝐵
4		eluni2 3748	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ ∪ 𝐵 ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑦)
5	4	biimpi 119	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ∪ 𝐵 → ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑦)
6	5	rgen 2488	. . . . 5 ⊢ ∀𝑥 ∈ ∪ 𝐵∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑦
7	3, 6	pm3.2i 270	. . . 4 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐵 𝑥 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ ∪ 𝐵∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑦)
8	7	biantrur 301	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ (𝑥 ∩ 𝑦)∃𝑤 ∈ 𝐵 (𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑥 ∩ 𝑦)) ↔ ((∀𝑥 ∈ 𝐵 𝑥 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ ∪ 𝐵∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑦) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ (𝑥 ∩ 𝑦)∃𝑤 ∈ 𝐵 (𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑥 ∩ 𝑦))))
9		df-3an 965	. . 3 ⊢ ((∀𝑥 ∈ 𝐵 𝑥 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ ∪ 𝐵∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ (𝑥 ∩ 𝑦)∃𝑤 ∈ 𝐵 (𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑥 ∩ 𝑦))) ↔ ((∀𝑥 ∈ 𝐵 𝑥 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ ∪ 𝐵∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑦) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ (𝑥 ∩ 𝑦)∃𝑤 ∈ 𝐵 (𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑥 ∩ 𝑦))))
10	8, 9	bitr4i 186	. 2 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ (𝑥 ∩ 𝑦)∃𝑤 ∈ 𝐵 (𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑥 ∩ 𝑦)) ↔ (∀𝑥 ∈ 𝐵 𝑥 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ ∪ 𝐵∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ (𝑥 ∩ 𝑦)∃𝑤 ∈ 𝐵 (𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑥 ∩ 𝑦))))
11	1, 10	syl6bb 195	1 ⊢ (𝐵 ∈ 𝐶 → (𝐵 ∈ TopBases ↔ (∀𝑥 ∈ 𝐵 𝑥 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ ∪ 𝐵∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ (𝑥 ∩ 𝑦)∃𝑤 ∈ 𝐵 (𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑥 ∩ 𝑦)))))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∧ w3a 963   ∈ wcel 1481  ∀wral 2417  ∃wrex 2418   ∩ cin 3075   ⊆ wss 3076  ∪ cuni 3744  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-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-17 1507  ax-i9 1511  ax-ial 1515  ax-i5r 1516  ax-ext 2122

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 965  df-tru 1335  df-nf 1438  df-sb 1737  df-clab 2127  df-cleq 2133  df-clel 2136  df-nfc 2271  df-ral 2422  df-rex 2423  df-v 2691  df-in 3082  df-ss 3089  df-pw 3517  df-uni 3745  df-bases 12249

This theorem is referenced by: (None)