Theorem tgidm 21680

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 6671	. . . . 5 ⊢ (topGen‘𝐵) ∈ V
2		eltg3 21662	. . . . 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 4947	. . . . . . . . . 10 ⊢ ∪ 𝑦 = ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 𝑧
5		simpr 488	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵))
6	5	sselda 3892	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) ∧ 𝑧 ∈ 𝑦) → 𝑧 ∈ (topGen‘𝐵))
7		eltg4i 21660	. . . . . . . . . . . 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 4907	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 𝑧 = ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 ∪ (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧))
10	4, 9	syl5eq 2805	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → ∪ 𝑦 = ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 ∪ (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧))
11		iuncom4 4891	. . . . . . . . 9 ⊢ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 ∪ (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) = ∪ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧)
12	10, 11	eqtrdi 2809	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → ∪ 𝑦 = ∪ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧))
13		inss1 4133	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵
14	13	rgenw 3082	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ∀𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵
15		iunss 4934	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵 ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵)
16	14, 15	mpbir 234	. . . . . . . . . 10 ⊢ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵
17	16	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵) → ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵)
18		eltg3i 21661	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ⊆ 𝐵) → ∪ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ∈ (topGen‘𝐵))
19	17, 18	sylan2 595	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → ∪ ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 (𝐵 ∩ 𝒫 𝑧) ∈ (topGen‘𝐵))
20	12, 19	eqeltrd 2852	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → ∪ 𝑦 ∈ (topGen‘𝐵))
21		eleq1 2839	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = ∪ 𝑦 → (𝑥 ∈ (topGen‘𝐵) ↔ ∪ 𝑦 ∈ (topGen‘𝐵)))
22	20, 21	syl5ibrcom 250	. . . . . 6 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵)) → (𝑥 = ∪ 𝑦 → 𝑥 ∈ (topGen‘𝐵)))
23	22	expimpd 457	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → ((𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵) ∧ 𝑥 = ∪ 𝑦) → 𝑥 ∈ (topGen‘𝐵)))
24	23	exlimdv 1934	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → (∃𝑦(𝑦 ⊆ (topGen‘𝐵) ∧ 𝑥 = ∪ 𝑦) → 𝑥 ∈ (topGen‘𝐵)))
25	3, 24	syl5bi 245	. . 3 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → (𝑥 ∈ (topGen‘(topGen‘𝐵)) → 𝑥 ∈ (topGen‘𝐵)))
26	25	ssrdv 3898	. 2 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → (topGen‘(topGen‘𝐵)) ⊆ (topGen‘𝐵))
27		bastg 21666	. . 3 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → 𝐵 ⊆ (topGen‘𝐵))
28		tgss 21668	. . 3 ⊢ (((topGen‘𝐵) ∈ V ∧ 𝐵 ⊆ (topGen‘𝐵)) → (topGen‘𝐵) ⊆ (topGen‘(topGen‘𝐵)))
29	1, 27, 28	sylancr 590	. 2 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → (topGen‘𝐵) ⊆ (topGen‘(topGen‘𝐵)))
30	26, 29	eqssd 3909	1 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → (topGen‘(topGen‘𝐵)) = (topGen‘𝐵))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   = wceq 1538  ∃wex 1781   ∈ wcel 2111  ∀wral 3070  Vcvv 3409   ∩ cin 3857   ⊆ wss 3858  𝒫 cpw 4494  ∪ cuni 4798  ∪ ciun 4883  ‘cfv 6335  topGenctg 16769

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 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2729  ax-sep 5169  ax-nul 5176  ax-pow 5234  ax-pr 5298  ax-un 7459

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3an 1086  df-tru 1541  df-fal 1551  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2557  df-eu 2588  df-clab 2736  df-cleq 2750  df-clel 2830  df-nfc 2901  df-ne 2952  df-ral 3075  df-rex 3076  df-rab 3079  df-v 3411  df-sbc 3697  df-dif 3861  df-un 3863  df-in 3865  df-ss 3875  df-nul 4226  df-if 4421  df-pw 4496  df-sn 4523  df-pr 4525  df-op 4529  df-uni 4799  df-iun 4885  df-br 5033  df-opab 5095  df-mpt 5113  df-id 5430  df-xp 5530  df-rel 5531  df-cnv 5532  df-co 5533  df-dm 5534  df-iota 6294  df-fun 6337  df-fv 6343  df-topgen 16775

This theorem is referenced by:  tgss3  21686  txbasval  22306