Theorem tgidm 22923

Description: The topology generator function is idempotent. (Contributed by NM, 18-Jul-2006.) (Revised by Mario Carneiro, 2-Sep-2015.)

Assertion

Ref	Expression
tgidm	⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → (topGen‘(topGen‘𝐵)) = (topGen‘𝐵))

Proof of Theorem tgidm

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fvex 6845	. . . . 5 ⊢ (topGen‘𝐵) ∈ V
2		eltg3 22905	. . . . 5 ⊢ ((topGen‘𝐵) ∈ V → (𝑥 ∈ (topGen‘(topGen‘𝐵)) ↔ ∃𝑦(𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵) ∧ 𝑥 = ∪ 𝑦)))
3	1, 2	ax-mp 5	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ (topGen‘(topGen‘𝐵)) ↔ ∃𝑦(𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵) ∧ 𝑥 = ∪ 𝑦))
4		uniiun 5002	. . . . . . . . . 10 ⊢ ∪ 𝑦 = ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 𝑧
5		simpr 484	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵))
6	5	sselda 3922	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) ∧ 𝑧 ∈ 𝑦) → 𝑧 ∈ (topGen‘𝐵))
7		eltg4i 22903	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 ∈ (topGen‘𝐵) → 𝑧 = ∪ (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧))
8	6, 7	syl 17	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) ∧ 𝑧 ∈ 𝑦) → 𝑧 = ∪ (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧))
9	8	iuneq2dv 4959	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 𝑧 = ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 ∪ (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧))
10	4, 9	eqtrid 2784	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → ∪ 𝑦 = ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 ∪ (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧))
11		iuncom4 4943	. . . . . . . . 9 ⊢ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 ∪ (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) = ∪ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧)
12	10, 11	eqtrdi 2788	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → ∪ 𝑦 = ∪ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧))
13		inss1 4178	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵
14	13	rgenw 3056	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ∀𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵
15		iunss 4988	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵 ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵)
16	14, 15	mpbir 231	. . . . . . . . . 10 ⊢ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵
17	16	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵) → ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵)
18		eltg3i 22904	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵) → ∪ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ∈ (topGen‘𝐵))
19	17, 18	sylan2 594	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → ∪ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ∈ (topGen‘𝐵))
20	12, 19	eqeltrd 2837	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → ∪ 𝑦 ∈ (topGen‘𝐵))
21		eleq1 2825	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = ∪ 𝑦 → (𝑥 ∈ (topGen‘𝐵) ↔ ∪ 𝑦 ∈ (topGen‘𝐵)))
22	20, 21	syl5ibrcom 247	. . . . . 6 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → (𝑥 = ∪ 𝑦 → 𝑥 ∈ (topGen‘𝐵)))
23	22	expimpd 453	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → ((𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵) ∧ 𝑥 = ∪ 𝑦) → 𝑥 ∈ (topGen‘𝐵)))
24	23	exlimdv 1935	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → (∃𝑦(𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵) ∧ 𝑥 = ∪ 𝑦) → 𝑥 ∈ (topGen‘𝐵)))
25	3, 24	biimtrid 242	. . 3 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → (𝑥 ∈ (topGen‘(topGen‘𝐵)) → 𝑥 ∈ (topGen‘𝐵)))
26	25	ssrdv 3928	. 2 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → (topGen‘(topGen‘𝐵)) ⊆ (topGen‘𝐵))
27		bastg 22909	. . 3 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → 𝐵 ⊆ (topGen‘𝐵))
28		tgss 22911	. . 3 ⊢ (((topGen‘𝐵) ∈ V ∧ 𝐵 ⊆ (topGen‘𝐵)) → (topGen‘𝐵) ⊆ (topGen‘(topGen‘𝐵)))
29	1, 27, 28	sylancr 588	. 2 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → (topGen‘𝐵) ⊆ (topGen‘(topGen‘𝐵)))
30	26, 29	eqssd 3940	1 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → (topGen‘(topGen‘𝐵)) = (topGen‘𝐵))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1542  ∃wex 1781   ∈ wcel 2114  ∀wral 3052  Vcvv 3430   ∩ cin 3889   ⊆ wss 3890  𝒫 cpw 4542  ∪ cuni 4851  ∪ ciun 4934  ‘cfv 6490  topGenctg 17358

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5300  ax-pr 5368  ax-un 7680

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rab 3391  df-v 3432  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-op 4575  df-uni 4852  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-id 5517  df-xp 5628  df-rel 5629  df-cnv 5630  df-co 5631  df-dm 5632  df-iota 6446  df-fun 6492  df-fv 6498  df-topgen 17364

This theorem is referenced by:  tgss3  22929  txbasval  23549