Theorem zfbas 23871

Description: The set of upper sets of integers is a filter base on ℤ, which corresponds to convergence of sequences on ℤ. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Oct-2015.)

Assertion

Ref	Expression
zfbas	⊢ ran ℤ≥ ∈ (fBas‘ℤ)

Proof of Theorem zfbas

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		uzf 12782	. . 3 ⊢ ℤ≥:ℤ⟶𝒫 ℤ
2		frn 6669	. . 3 ⊢ (ℤ≥:ℤ⟶𝒫 ℤ → ran ℤ≥ ⊆ 𝒫 ℤ)
3	1, 2	ax-mp 5	. 2 ⊢ ran ℤ≥ ⊆ 𝒫 ℤ
4		ffn 6662	. . . . . 6 ⊢ (ℤ≥:ℤ⟶𝒫 ℤ → ℤ≥ Fn ℤ)
5	1, 4	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ ℤ≥ Fn ℤ
6		1z 12548	. . . . 5 ⊢ 1 ∈ ℤ
7		fnfvelrn 7026	. . . . 5 ⊢ ((ℤ≥ Fn ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) → (ℤ≥‘1) ∈ ran ℤ≥)
8	5, 6, 7	mp2an 693	. . . 4 ⊢ (ℤ≥‘1) ∈ ran ℤ≥
9	8	ne0ii 4285	. . 3 ⊢ ran ℤ≥ ≠ ∅
10		uzid 12794	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ ℤ → 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑥))
11		n0i 4281	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑥) → ¬ (ℤ≥‘𝑥) = ∅)
12	10, 11	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℤ → ¬ (ℤ≥‘𝑥) = ∅)
13	12	nrex 3066	. . . . 5 ⊢ ¬ ∃𝑥 ∈ ℤ (ℤ≥‘𝑥) = ∅
14		fvelrnb 6894	. . . . . 6 ⊢ (ℤ≥ Fn ℤ → (∅ ∈ ran ℤ≥ ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ (ℤ≥‘𝑥) = ∅))
15	5, 14	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ (∅ ∈ ran ℤ≥ ↔ ∃𝑥 ∈ ℤ (ℤ≥‘𝑥) = ∅)
16	13, 15	mtbir 323	. . . 4 ⊢ ¬ ∅ ∈ ran ℤ≥
17	16	nelir 3040	. . 3 ⊢ ∅ ∉ ran ℤ≥
18		uzin2 15298	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ ran ℤ≥ ∧ 𝑦 ∈ ran ℤ≥) → (𝑥 ∩ 𝑦) ∈ ran ℤ≥)
19		vex 3434	. . . . . . 7 ⊢ 𝑥 ∈ V
20	19	inex1 5254	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∩ 𝑦) ∈ V
21	20	pwid 4564	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∩ 𝑦) ∈ 𝒫 (𝑥 ∩ 𝑦)
22		inelcm 4406	. . . . 5 ⊢ (((𝑥 ∩ 𝑦) ∈ ran ℤ≥ ∧ (𝑥 ∩ 𝑦) ∈ 𝒫 (𝑥 ∩ 𝑦)) → (ran ℤ≥ ∩ 𝒫 (𝑥 ∩ 𝑦)) ≠ ∅)
23	18, 21, 22	sylancl 587	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ ran ℤ≥ ∧ 𝑦 ∈ ran ℤ≥) → (ran ℤ≥ ∩ 𝒫 (𝑥 ∩ 𝑦)) ≠ ∅)
24	23	rgen2 3178	. . 3 ⊢ ∀𝑥 ∈ ran ℤ≥∀𝑦 ∈ ran ℤ≥(ran ℤ≥ ∩ 𝒫 (𝑥 ∩ 𝑦)) ≠ ∅
25	9, 17, 24	3pm3.2i 1341	. 2 ⊢ (ran ℤ≥ ≠ ∅ ∧ ∅ ∉ ran ℤ≥ ∧ ∀𝑥 ∈ ran ℤ≥∀𝑦 ∈ ran ℤ≥(ran ℤ≥ ∩ 𝒫 (𝑥 ∩ 𝑦)) ≠ ∅)
26		zex 12524	. . 3 ⊢ ℤ ∈ V
27		isfbas 23804	. . 3 ⊢ (ℤ ∈ V → (ran ℤ≥ ∈ (fBas‘ℤ) ↔ (ran ℤ≥ ⊆ 𝒫 ℤ ∧ (ran ℤ≥ ≠ ∅ ∧ ∅ ∉ ran ℤ≥ ∧ ∀𝑥 ∈ ran ℤ≥∀𝑦 ∈ ran ℤ≥(ran ℤ≥ ∩ 𝒫 (𝑥 ∩ 𝑦)) ≠ ∅))))
28	26, 27	ax-mp 5	. 2 ⊢ (ran ℤ≥ ∈ (fBas‘ℤ) ↔ (ran ℤ≥ ⊆ 𝒫 ℤ ∧ (ran ℤ≥ ≠ ∅ ∧ ∅ ∉ ran ℤ≥ ∧ ∀𝑥 ∈ ran ℤ≥∀𝑦 ∈ ran ℤ≥(ran ℤ≥ ∩ 𝒫 (𝑥 ∩ 𝑦)) ≠ ∅)))
29	3, 25, 28	mpbir2an 712	1 ⊢ ran ℤ≥ ∈ (fBas‘ℤ)

Syntax hints:  ¬ wn 3   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2933   ∉ wnel 3037  ∀wral 3052  ∃wrex 3062  Vcvv 3430   ∩ cin 3889   ⊆ wss 3890  ∅c0 4274  𝒫 cpw 4542  ran crn 5625   Fn wfn 6487  ⟶wf 6488  ‘cfv 6492  1c1 11030  ℤcz 12515  ℤ_≥cuz 12779  fBascfbas 21332

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 5302  ax-pr 5370  ax-un 7682  ax-cnex 11085  ax-resscn 11086  ax-1cn 11087  ax-icn 11088  ax-addcl 11089  ax-addrcl 11090  ax-mulcl 11091  ax-mulrcl 11092  ax-i2m1 11097  ax-1ne0 11098  ax-rrecex 11101  ax-cnre 11102  ax-pre-lttri 11103  ax-pre-lttrn 11104

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  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-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  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-tr 5194  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-ov 7363  df-om 7811  df-2nd 7936  df-frecs 8224  df-wrecs 8255  df-recs 8304  df-rdg 8342  df-er 8636  df-en 8887  df-dom 8888  df-sdom 8889  df-pnf 11172  df-mnf 11173  df-xr 11174  df-ltxr 11175  df-le 11176  df-neg 11371  df-nn 12166  df-z 12516  df-uz 12780  df-fbas 21341

This theorem is referenced by:  uzfbas  23873