MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  tgss2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem tgss2 22472
Description: A criterion for determining whether one topology is finer than another, based on a comparison of their bases. Lemma 2.2 of [Munkres] p. 80. (Contributed by NM, 20-Jul-2006.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 2-Sep-2015.)
Assertion
Ref Expression
tgss2 ((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢) β†’ ((topGenβ€˜π΅) βŠ† (topGenβ€˜πΆ) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ βˆͺ π΅βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (π‘₯ ∈ 𝑦 β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦))))
Distinct variable groups:   π‘₯,𝑦,𝑧,𝐡   π‘₯,𝐢,𝑦,𝑧   π‘₯,𝑉,𝑦
Allowed substitution hint:   𝑉(𝑧)

Proof of Theorem tgss2
StepHypRef Expression
1 simpr 486 . . . . 5 ((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢) β†’ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢)
2 uniexg 7725 . . . . . 6 (𝐡 ∈ 𝑉 β†’ βˆͺ 𝐡 ∈ V)
32adantr 482 . . . . 5 ((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢) β†’ βˆͺ 𝐡 ∈ V)
41, 3eqeltrrd 2835 . . . 4 ((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢) β†’ βˆͺ 𝐢 ∈ V)
5 uniexb 7746 . . . 4 (𝐢 ∈ V ↔ βˆͺ 𝐢 ∈ V)
64, 5sylibr 233 . . 3 ((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢) β†’ 𝐢 ∈ V)
7 tgss3 22471 . . 3 ((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ 𝐢 ∈ V) β†’ ((topGenβ€˜π΅) βŠ† (topGenβ€˜πΆ) ↔ 𝐡 βŠ† (topGenβ€˜πΆ)))
86, 7syldan 592 . 2 ((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢) β†’ ((topGenβ€˜π΅) βŠ† (topGenβ€˜πΆ) ↔ 𝐡 βŠ† (topGenβ€˜πΆ)))
9 eltg2b 22444 . . . . . . 7 (𝐢 ∈ V β†’ (𝑦 ∈ (topGenβ€˜πΆ) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦)))
106, 9syl 17 . . . . . 6 ((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢) β†’ (𝑦 ∈ (topGenβ€˜πΆ) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦)))
11 elunii 4912 . . . . . . . . 9 ((π‘₯ ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) β†’ π‘₯ ∈ βˆͺ 𝐡)
1211ancoms 460 . . . . . . . 8 ((𝑦 ∈ 𝐡 ∧ π‘₯ ∈ 𝑦) β†’ π‘₯ ∈ βˆͺ 𝐡)
13 biimt 361 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ βˆͺ 𝐡 β†’ (βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦) ↔ (π‘₯ ∈ βˆͺ 𝐡 β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦))))
1412, 13syl 17 . . . . . . 7 ((𝑦 ∈ 𝐡 ∧ π‘₯ ∈ 𝑦) β†’ (βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦) ↔ (π‘₯ ∈ βˆͺ 𝐡 β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦))))
1514ralbidva 3176 . . . . . 6 (𝑦 ∈ 𝐡 β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 (π‘₯ ∈ βˆͺ 𝐡 β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦))))
1610, 15sylan9bb 511 . . . . 5 (((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢) ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) β†’ (𝑦 ∈ (topGenβ€˜πΆ) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 (π‘₯ ∈ βˆͺ 𝐡 β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦))))
17 ralcom3 3098 . . . . 5 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 (π‘₯ ∈ βˆͺ 𝐡 β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦)) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ βˆͺ 𝐡(π‘₯ ∈ 𝑦 β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦)))
1816, 17bitrdi 287 . . . 4 (((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢) ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) β†’ (𝑦 ∈ (topGenβ€˜πΆ) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ βˆͺ 𝐡(π‘₯ ∈ 𝑦 β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦))))
1918ralbidva 3176 . . 3 ((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢) β†’ (βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 𝑦 ∈ (topGenβ€˜πΆ) ↔ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 βˆ€π‘₯ ∈ βˆͺ 𝐡(π‘₯ ∈ 𝑦 β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦))))
20 dfss3 3969 . . 3 (𝐡 βŠ† (topGenβ€˜πΆ) ↔ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 𝑦 ∈ (topGenβ€˜πΆ))
21 ralcom 3287 . . 3 (βˆ€π‘₯ ∈ βˆͺ π΅βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (π‘₯ ∈ 𝑦 β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦)) ↔ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 βˆ€π‘₯ ∈ βˆͺ 𝐡(π‘₯ ∈ 𝑦 β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦)))
2219, 20, 213bitr4g 314 . 2 ((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢) β†’ (𝐡 βŠ† (topGenβ€˜πΆ) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ βˆͺ π΅βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (π‘₯ ∈ 𝑦 β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦))))
238, 22bitrd 279 1 ((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢) β†’ ((topGenβ€˜π΅) βŠ† (topGenβ€˜πΆ) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ βˆͺ π΅βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (π‘₯ ∈ 𝑦 β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐢 (π‘₯ ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 βŠ† 𝑦))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   = wceq 1542   ∈ wcel 2107  βˆ€wral 3062  βˆƒwrex 3071  Vcvv 3475   βŠ† wss 3947  βˆͺ cuni 4907  β€˜cfv 6540  topGenctg 17379
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 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7720
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rab 3434  df-v 3477  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-id 5573  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fv 6548  df-topgen 17385
This theorem is referenced by:  metss  23999  relowlssretop  36182  relowlpssretop  36183
  Copyright terms: Public domain W3C validator