Theorem isbasis3g 13415

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 13414	. 2 ⊢ (𝐵 ∈ 𝐶 → (𝐵 ∈ TopBases ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ (𝑥 ∩ 𝑦)∃𝑤 ∈ 𝐵 (𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ⊆ (𝑥 ∩ 𝑦))))
2		elssuni 3837	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐵 → 𝑥 ⊆ ∪ 𝐵)
3	2	rgen 2530	. . . . 5 ⊢ ∀𝑥 ∈ 𝐵 𝑥 ⊆ ∪ 𝐵
4		eluni2 3813	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ ∪ 𝐵 ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑦)
5	4	biimpi 120	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ∪ 𝐵 → ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑦)
6	5	rgen 2530	. . . . 5 ⊢ ∀𝑥 ∈ ∪ 𝐵∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑦
7	3, 6	pm3.2i 272	. . . 4 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐵 𝑥 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ ∪ 𝐵∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑦)
8	7	biantrur 303	. . 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 980	. . 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 187	. 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	bitrdi 196	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 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 978   ∈ wcel 2148  ∀wral 2455  ∃wrex 2456   ∩ cin 3128   ⊆ wss 3129  ∪ cuni 3809  TopBasesctb 13411

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 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-ext 2159

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 980  df-tru 1356  df-nf 1461  df-sb 1763  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ral 2460  df-rex 2461  df-v 2739  df-in 3135  df-ss 3142  df-pw 3577  df-uni 3810  df-bases 13412

This theorem is referenced by: (None)