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

Theorem tgss2 22810
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 484 . . . . 5 ((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢) β†’ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢)
2 uniexg 7734 . . . . . 6 (𝐡 ∈ 𝑉 β†’ βˆͺ 𝐡 ∈ V)
32adantr 480 . . . . 5 ((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢) β†’ βˆͺ 𝐡 ∈ V)
41, 3eqeltrrd 2833 . . . 4 ((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢) β†’ βˆͺ 𝐢 ∈ V)
5 uniexb 7755 . . . 4 (𝐢 ∈ V ↔ βˆͺ 𝐢 ∈ V)
64, 5sylibr 233 . . 3 ((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢) β†’ 𝐢 ∈ V)
7 tgss3 22809 . . 3 ((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ 𝐢 ∈ V) β†’ ((topGenβ€˜π΅) βŠ† (topGenβ€˜πΆ) ↔ 𝐡 βŠ† (topGenβ€˜πΆ)))
86, 7syldan 590 . 2 ((𝐡 ∈ 𝑉 ∧ βˆͺ 𝐡 = βˆͺ 𝐢) β†’ ((topGenβ€˜π΅) βŠ† (topGenβ€˜πΆ) ↔ 𝐡 βŠ† (topGenβ€˜πΆ)))
9 eltg2b 22782 . . . . . . 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 4913 . . . . . . . . 9 ((π‘₯ ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) β†’ π‘₯ ∈ βˆͺ 𝐡)
1211ancoms 458 . . . . . . . 8 ((𝑦 ∈ 𝐡 ∧ π‘₯ ∈ 𝑦) β†’ π‘₯ ∈ βˆͺ 𝐡)
13 biimt 360 . . . . . . . 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 3174 . . . . . 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 509 . . . . 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 3096 . . . . 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 3174 . . 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 3970 . . 3 (𝐡 βŠ† (topGenβ€˜πΆ) ↔ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 𝑦 ∈ (topGenβ€˜πΆ))
21 ralcom 3285 . . 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 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2105  βˆ€wral 3060  βˆƒwrex 3069  Vcvv 3473   βŠ† wss 3948  βˆͺ cuni 4908  β€˜cfv 6543  topGenctg 17390
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rab 3432  df-v 3475  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-id 5574  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fv 6551  df-topgen 17396
This theorem is referenced by:  metss  24337  relowlssretop  36708  relowlpssretop  36709
  Copyright terms: Public domain W3C validator