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Theorem neibastop2 37129
Description: In the topology generated by a neighborhood base, a set is a neighborhood of a point iff it contains a subset in the base. (Contributed by Jeff Hankins, 9-Sep-2009.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 11-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
neibastop1.1 (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝑉)
neibastop1.2 (𝜑 → 𝐹:𝑋⟶(𝒫 𝒫 𝑋 ∖ {∅}))
neibastop1.3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑣 ∈ (𝐹‘𝑥) ∧ 𝑤 ∈ (𝐹‘𝑥))) → ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 (𝑣 ∩ 𝑤)) ≠ ∅)
neibastop1.4 𝐽 = {𝑜 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑜 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑜) ≠ ∅}
neibastop1.5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑣 ∈ (𝐹‘𝑥))) → 𝑥 ∈ 𝑣)
neibastop1.6 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑣 ∈ (𝐹‘𝑥))) → ∃𝑡 ∈ (𝐹‘𝑥)∀𝑦 ∈ 𝑡 ((𝐹‘𝑦) ∩ 𝒫 𝑣) ≠ ∅)
Assertion
Ref Expression
neibastop2 ((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) → (𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃}) ↔ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) ≠ ∅)))
Distinct variable groups:   𝑣,𝑡,𝑦,𝑥   𝑣,𝐽   𝑥,𝑦,𝐽   𝑡,𝑜,𝑣,𝑤,𝑥,𝑦,𝑃   𝑜,𝑁,𝑡,𝑣,𝑤,𝑥,𝑦   𝑜,𝐹,𝑡,𝑣,𝑤,𝑥,𝑦   𝜑,𝑜,𝑡,𝑣,𝑤,𝑥,𝑦   𝑜,𝑋,𝑡,𝑣,𝑤,𝑥,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐽(𝑤, 𝑡, 𝑜)   𝑉(𝑥, 𝑦, 𝑤, 𝑣, 𝑡, 𝑜)

Proof of Theorem neibastop2
Dummy variables 𝑓 𝑛 𝑧 𝑠 𝑢 𝑎 𝑏 𝑔 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 neibastop1.1 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝑉)
2 neibastop1.2 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐹:𝑋⟶(𝒫 𝒫 𝑋 ∖ {∅}))
3 neibastop1.3 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑣 ∈ (𝐹‘𝑥) ∧ 𝑤 ∈ (𝐹‘𝑥))) → ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 (𝑣 ∩ 𝑤)) ≠ ∅)
4 neibastop1.4 . . . . . . . . 9 𝐽 = {𝑜 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑜 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑜) ≠ ∅}
51, 2, 3, 4neibastop1 37127 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋))
6 topontop 23224 . . . . . . . 8 (𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) → 𝐽 ∈ Top)
75, 6syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐽 ∈ Top)
87adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) → 𝐽 ∈ Top)
9 eqid 2761 . . . . . . 7 ∪ 𝐽 = ∪ 𝐽
109neii1 23417 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) → 𝑁 ⊆ ∪ 𝐽)
118, 10sylan 592 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) → 𝑁 ⊆ ∪ 𝐽)
12 toponuni 23225 . . . . . . 7 (𝐽 ∈ (TopOn‘𝑋) → 𝑋 = ∪ 𝐽)
135, 12syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑋 = ∪ 𝐽)
1413ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) → 𝑋 = ∪ 𝐽)
1511, 14sseqtrrd 3968 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) → 𝑁 ⊆ 𝑋)
16 neii2 23419 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) → ∃𝑦 ∈ 𝐽 ({𝑃} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝑁))
178, 16sylan 592 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) → ∃𝑦 ∈ 𝐽 ({𝑃} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝑁))
18 pweq 4571 . . . . . . . . . . 11 (𝑜 = 𝑦 → 𝒫 𝑜 = 𝒫 𝑦)
1918ineq2d 4166 . . . . . . . . . 10 (𝑜 = 𝑦 → ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑜) = ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑦))
2019neeq1d 3015 . . . . . . . . 9 (𝑜 = 𝑦 → (((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑜) ≠ ∅ ↔ ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑦) ≠ ∅))
2120raleqbi1dv 3330 . . . . . . . 8 (𝑜 = 𝑦 → (∀𝑥 ∈ 𝑜 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑜) ≠ ∅ ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑦 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑦) ≠ ∅))
2221, 4elrab2 3649 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ 𝐽 ↔ (𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑦 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑦) ≠ ∅))
23 simprrr 794 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) ∧ (𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∧ ({𝑃} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝑁))) → 𝑦 ⊆ 𝑁)
2423sspwd 4570 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) ∧ (𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∧ ({𝑃} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝑁))) → 𝒫 𝑦 ⊆ 𝒫 𝑁)
25 sslin 4188 . . . . . . . . . . . 12 (𝒫 𝑦 ⊆ 𝒫 𝑁 → ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑦) ⊆ ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁))
2624, 25syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) ∧ (𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∧ ({𝑃} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝑁))) → ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑦) ⊆ ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁))
27 simprrl 793 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) ∧ (𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∧ ({𝑃} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝑁))) → {𝑃} ⊆ 𝑦)
28 snssg 4744 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑃 ∈ 𝑋 → (𝑃 ∈ 𝑦 ↔ {𝑃} ⊆ 𝑦))
2928ad3antlr 744 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) ∧ (𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∧ ({𝑃} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝑁))) → (𝑃 ∈ 𝑦 ↔ {𝑃} ⊆ 𝑦))
3027, 29mpbird 260 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) ∧ (𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∧ ({𝑃} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝑁))) → 𝑃 ∈ 𝑦)
31 fveq2 6883 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 𝑃 → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑃))
3231ineq1d 4165 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑃 → ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑦) = ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑦))
3332neeq1d 3015 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑃 → (((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑦) ≠ ∅ ↔ ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑦) ≠ ∅))
3433rspcv 3573 . . . . . . . . . . . 12 (𝑃 ∈ 𝑦 → (∀𝑥 ∈ 𝑦 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑦) ≠ ∅ → ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑦) ≠ ∅))
3530, 34syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) ∧ (𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∧ ({𝑃} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝑁))) → (∀𝑥 ∈ 𝑦 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑦) ≠ ∅ → ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑦) ≠ ∅))
36 ssn0 4355 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑦) ⊆ ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) ∧ ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑦) ≠ ∅) → ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) ≠ ∅)
3726, 35, 36syl6an 697 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) ∧ (𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∧ ({𝑃} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝑁))) → (∀𝑥 ∈ 𝑦 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑦) ≠ ∅ → ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) ≠ ∅))
3837expr 462 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) ∧ 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋) → (({𝑃} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝑁) → (∀𝑥 ∈ 𝑦 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑦) ≠ ∅ → ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) ≠ ∅)))
3938com23 87 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) ∧ 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋) → (∀𝑥 ∈ 𝑦 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑦) ≠ ∅ → (({𝑃} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝑁) → ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) ≠ ∅)))
4039expimpd 459 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) → ((𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑦 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑦) ≠ ∅) → (({𝑃} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝑁) → ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) ≠ ∅)))
4122, 40biimtrid 245 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) → (𝑦 ∈ 𝐽 → (({𝑃} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝑁) → ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) ≠ ∅)))
4241rexlimdv 3162 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) → (∃𝑦 ∈ 𝐽 ({𝑃} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝑁) → ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) ≠ ∅))
4317, 42mpd 16 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) → ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) ≠ ∅)
4415, 43jca 521 . . 3 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})) → (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) ≠ ∅))
4544ex 418 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) → (𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃}) → (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) ≠ ∅)))
46 n0 4300 . . . 4 (((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) ≠ ∅ ↔ ∃𝑠 𝑠 ∈ ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁))
47 elin 3915 . . . . . 6 (𝑠 ∈ ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) ↔ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))
48 simprl 783 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) → 𝑁 ⊆ 𝑋)
4913ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) → 𝑋 = ∪ 𝐽)
5048, 49sseqtrd 3967 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) → 𝑁 ⊆ ∪ 𝐽)
511ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) → 𝑋 ∈ 𝑉)
522ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) → 𝐹:𝑋⟶(𝒫 𝒫 𝑋 ∖ {∅}))
53 simpll 779 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) → 𝜑)
5453, 3sylan 592 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑣 ∈ (𝐹‘𝑥) ∧ 𝑤 ∈ (𝐹‘𝑥))) → ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 (𝑣 ∩ 𝑤)) ≠ ∅)
55 neibastop1.5 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑣 ∈ (𝐹‘𝑥))) → 𝑥 ∈ 𝑣)
5653, 55sylan 592 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑣 ∈ (𝐹‘𝑥))) → 𝑥 ∈ 𝑣)
57 neibastop1.6 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑣 ∈ (𝐹‘𝑥))) → ∃𝑡 ∈ (𝐹‘𝑥)∀𝑦 ∈ 𝑡 ((𝐹‘𝑦) ∩ 𝒫 𝑣) ≠ ∅)
5853, 57sylan 592 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑣 ∈ (𝐹‘𝑥))) → ∃𝑡 ∈ (𝐹‘𝑥)∀𝑦 ∈ 𝑡 ((𝐹‘𝑦) ∩ 𝒫 𝑣) ≠ ∅)
59 simplr 781 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) → 𝑃 ∈ 𝑋)
60 simprrl 793 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) → 𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃))
61 simprrr 794 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁)
6261elpwid 4566 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) → 𝑠 ⊆ 𝑁)
63 fveq2 6883 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑛 = 𝑥 → (𝐹‘𝑛) = (𝐹‘𝑥))
6463ineq1d 4165 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑛 = 𝑥 → ((𝐹‘𝑛) ∩ 𝒫 𝑏) = ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑏))
6564cbviunv 4997 . . . . . . . . . . . . . 14 ∪ 𝑛 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑛) ∩ 𝒫 𝑏) = ∪ 𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑏)
66 pweq 4571 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑏 = 𝑧 → 𝒫 𝑏 = 𝒫 𝑧)
6766ineq2d 4166 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑏 = 𝑧 → ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑏) = ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑧))
6867iuneq2d 4981 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑏 = 𝑧 → ∪ 𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑏) = ∪ 𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑧))
6965, 68eqtrid 2808 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑏 = 𝑧 → ∪ 𝑛 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑛) ∩ 𝒫 𝑏) = ∪ 𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑧))
7069cbviunv 4997 . . . . . . . . . . . 12 ∪ 𝑏 ∈ 𝑎 ∪ 𝑛 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑛) ∩ 𝒫 𝑏) = ∪ 𝑧 ∈ 𝑎 ∪ 𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑧)
7170mpteq2i 5201 . . . . . . . . . . 11 (𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑏 ∈ 𝑎 ∪ 𝑛 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑛) ∩ 𝒫 𝑏)) = (𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑧 ∈ 𝑎 ∪ 𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑧))
72 rdgeq1 8412 . . . . . . . . . . 11 ((𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑏 ∈ 𝑎 ∪ 𝑛 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑛) ∩ 𝒫 𝑏)) = (𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑧 ∈ 𝑎 ∪ 𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑧)) → rec((𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑏 ∈ 𝑎 ∪ 𝑛 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑛) ∩ 𝒫 𝑏)), {𝑠}) = rec((𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑧 ∈ 𝑎 ∪ 𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑧)), {𝑠}))
7371, 72ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 rec((𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑏 ∈ 𝑎 ∪ 𝑛 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑛) ∩ 𝒫 𝑏)), {𝑠}) = rec((𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑧 ∈ 𝑎 ∪ 𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑧)), {𝑠})
7473reseq1i 5966 . . . . . . . . 9 (rec((𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑏 ∈ 𝑎 ∪ 𝑛 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑛) ∩ 𝒫 𝑏)), {𝑠}) ↾ ω) = (rec((𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑧 ∈ 𝑎 ∪ 𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑥) ∩ 𝒫 𝑧)), {𝑠}) ↾ ω)
75 pweq 4571 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑔 = 𝑓 → 𝒫 𝑔 = 𝒫 𝑓)
7675ineq2d 4166 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑔 = 𝑓 → ((𝐹‘𝑤) ∩ 𝒫 𝑔) = ((𝐹‘𝑤) ∩ 𝒫 𝑓))
7776neeq1d 3015 . . . . . . . . . . . 12 (𝑔 = 𝑓 → (((𝐹‘𝑤) ∩ 𝒫 𝑔) ≠ ∅ ↔ ((𝐹‘𝑤) ∩ 𝒫 𝑓) ≠ ∅))
7877cbvrexvw 3242 . . . . . . . . . . 11 (∃𝑔 ∈ ∪ ran (rec((𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑏 ∈ 𝑎 ∪ 𝑛 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑛) ∩ 𝒫 𝑏)), {𝑠}) ↾ ω)((𝐹‘𝑤) ∩ 𝒫 𝑔) ≠ ∅ ↔ ∃𝑓 ∈ ∪ ran (rec((𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑏 ∈ 𝑎 ∪ 𝑛 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑛) ∩ 𝒫 𝑏)), {𝑠}) ↾ ω)((𝐹‘𝑤) ∩ 𝒫 𝑓) ≠ ∅)
79 fveq2 6883 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑤 = 𝑦 → (𝐹‘𝑤) = (𝐹‘𝑦))
8079ineq1d 4165 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 = 𝑦 → ((𝐹‘𝑤) ∩ 𝒫 𝑓) = ((𝐹‘𝑦) ∩ 𝒫 𝑓))
8180neeq1d 3015 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 = 𝑦 → (((𝐹‘𝑤) ∩ 𝒫 𝑓) ≠ ∅ ↔ ((𝐹‘𝑦) ∩ 𝒫 𝑓) ≠ ∅))
8281rexbidv 3187 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 = 𝑦 → (∃𝑓 ∈ ∪ ran (rec((𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑏 ∈ 𝑎 ∪ 𝑛 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑛) ∩ 𝒫 𝑏)), {𝑠}) ↾ ω)((𝐹‘𝑤) ∩ 𝒫 𝑓) ≠ ∅ ↔ ∃𝑓 ∈ ∪ ran (rec((𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑏 ∈ 𝑎 ∪ 𝑛 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑛) ∩ 𝒫 𝑏)), {𝑠}) ↾ ω)((𝐹‘𝑦) ∩ 𝒫 𝑓) ≠ ∅))
8378, 82bitrid 286 . . . . . . . . . 10 (𝑤 = 𝑦 → (∃𝑔 ∈ ∪ ran (rec((𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑏 ∈ 𝑎 ∪ 𝑛 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑛) ∩ 𝒫 𝑏)), {𝑠}) ↾ ω)((𝐹‘𝑤) ∩ 𝒫 𝑔) ≠ ∅ ↔ ∃𝑓 ∈ ∪ ran (rec((𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑏 ∈ 𝑎 ∪ 𝑛 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑛) ∩ 𝒫 𝑏)), {𝑠}) ↾ ω)((𝐹‘𝑦) ∩ 𝒫 𝑓) ≠ ∅))
8483cbvrabv 3423 . . . . . . . . 9 {𝑤 ∈ 𝑋 ∣ ∃𝑔 ∈ ∪ ran (rec((𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑏 ∈ 𝑎 ∪ 𝑛 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑛) ∩ 𝒫 𝑏)), {𝑠}) ↾ ω)((𝐹‘𝑤) ∩ 𝒫 𝑔) ≠ ∅} = {𝑦 ∈ 𝑋 ∣ ∃𝑓 ∈ ∪ ran (rec((𝑎 ∈ V ↦ ∪ 𝑏 ∈ 𝑎 ∪ 𝑛 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑛) ∩ 𝒫 𝑏)), {𝑠}) ↾ ω)((𝐹‘𝑦) ∩ 𝒫 𝑓) ≠ ∅}
8551, 52, 54, 4, 56, 58, 59, 48, 60, 62, 74, 84neibastop2lem 37128 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) → ∃𝑢 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ⊆ 𝑁))
867ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) → 𝐽 ∈ Top)
8759, 49eleqtrd 2863 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) → 𝑃 ∈ ∪ 𝐽)
889isneip 23416 . . . . . . . . 9 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑃 ∈ ∪ 𝐽) → (𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃}) ↔ (𝑁 ⊆ ∪ 𝐽 ∧ ∃𝑢 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ⊆ 𝑁))))
8986, 87, 88syl2anc 596 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) → (𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃}) ↔ (𝑁 ⊆ ∪ 𝐽 ∧ ∃𝑢 ∈ 𝐽 (𝑃 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ⊆ 𝑁))))
9050, 85, 89mpbir2and 726 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁))) → 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃}))
9190expr 462 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ⊆ 𝑋) → ((𝑠 ∈ (𝐹‘𝑃) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝑁) → 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})))
9247, 91biimtrid 245 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ⊆ 𝑋) → (𝑠 ∈ ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) → 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})))
9392exlimdv 1966 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ⊆ 𝑋) → (∃𝑠 𝑠 ∈ ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) → 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})))
9446, 93biimtrid 245 . . 3 (((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) ∧ 𝑁 ⊆ 𝑋) → (((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) ≠ ∅ → 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})))
9594expimpd 459 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) → ((𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) ≠ ∅) → 𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃})))
9645, 95impbid 215 1 ((𝜑 ∧ 𝑃 ∈ 𝑋) → (𝑁 ∈ ((nei‘𝐽)‘{𝑃}) ↔ (𝑁 ⊆ 𝑋 ∧ ((𝐹‘𝑃) ∩ 𝒫 𝑁) ≠ ∅)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ∀wral 3077  ∃wrex 3087  {crab 3413  Vcvv 3451   ∖ cdif 3896   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899  ∅c0 4279  𝒫 cpw 4557  {csn 4584  ∪ cuni 4867  ∪ ciun 4951   ↦ cmpt 5186  ran crn 5652   ↾ cres 5653  ⟶wf 6533  ‘cfv 6537  ωcom 7875  reccrdg 8410  Topctop 23204  TopOnctopon 23221  neicnei 23408
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7749
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-ral 3078  df-rex 3088  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-ov 7421  df-om 7876  df-2nd 8000  df-frecs 8292  df-wrecs 8323  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-top 23205  df-topon 23222  df-nei 23409
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