Theorem tgidm 22130

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 6787	. . . . 5 ⊢ (topGen‘𝐵) ∈ V
2		eltg3 22112	. . . . 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 4988	. . . . . . . . . 10 ⊢ ∪ 𝑦 = ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 𝑧
5		simpr 485	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵))
6	5	sselda 3921	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) ∧ 𝑧 ∈ 𝑦) → 𝑧 ∈ (topGen‘𝐵))
7		eltg4i 22110	. . . . . . . . . . . 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 4948	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 𝑧 = ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 ∪ (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧))
10	4, 9	eqtrid 2790	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → ∪ 𝑦 = ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 ∪ (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧))
11		iuncom4 4932	. . . . . . . . 9 ⊢ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 ∪ (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) = ∪ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧)
12	10, 11	eqtrdi 2794	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → ∪ 𝑦 = ∪ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧))
13		inss1 4162	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵
14	13	rgenw 3076	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ∀𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵
15		iunss 4975	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵 ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵)
16	14, 15	mpbir 230	. . . . . . . . . 10 ⊢ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵
17	16	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵) → ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵)
18		eltg3i 22111	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵) → ∪ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ∈ (topGen‘𝐵))
19	17, 18	sylan2 593	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → ∪ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ∈ (topGen‘𝐵))
20	12, 19	eqeltrd 2839	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → ∪ 𝑦 ∈ (topGen‘𝐵))
21		eleq1 2826	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = ∪ 𝑦 → (𝑥 ∈ (topGen‘𝐵) ↔ ∪ 𝑦 ∈ (topGen‘𝐵)))
22	20, 21	syl5ibrcom 246	. . . . . 6 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → (𝑥 = ∪ 𝑦 → 𝑥 ∈ (topGen‘𝐵)))
23	22	expimpd 454	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → ((𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵) ∧ 𝑥 = ∪ 𝑦) → 𝑥 ∈ (topGen‘𝐵)))
24	23	exlimdv 1936	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → (∃𝑦(𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵) ∧ 𝑥 = ∪ 𝑦) → 𝑥 ∈ (topGen‘𝐵)))
25	3, 24	syl5bi 241	. . 3 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → (𝑥 ∈ (topGen‘(topGen‘𝐵)) → 𝑥 ∈ (topGen‘𝐵)))
26	25	ssrdv 3927	. 2 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → (topGen‘(topGen‘𝐵)) ⊆ (topGen‘𝐵))
27		bastg 22116	. . 3 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → 𝐵 ⊆ (topGen‘𝐵))
28		tgss 22118	. . 3 ⊢ (((topGen‘𝐵) ∈ V ∧ 𝐵 ⊆ (topGen‘𝐵)) → (topGen‘𝐵) ⊆ (topGen‘(topGen‘𝐵)))
29	1, 27, 28	sylancr 587	. 2 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → (topGen‘𝐵) ⊆ (topGen‘(topGen‘𝐵)))
30	26, 29	eqssd 3938	1 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → (topGen‘(topGen‘𝐵)) = (topGen‘𝐵))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1539  ∃wex 1782   ∈ wcel 2106  ∀wral 3064  Vcvv 3432   ∩ cin 3886   ⊆ wss 3887  𝒫 cpw 4533  ∪ cuni 4839  ∪ ciun 4924  ‘cfv 6433  topGenctg 17148

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rab 3073  df-v 3434  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-id 5489  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fv 6441  df-topgen 17154

This theorem is referenced by:  tgss3  22136  txbasval  22757