Theorem zfbas 23783

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 12796	. . 3 ⊢ ℤ≥:ℤ⟶𝒫 ℤ
2		frn 6695	. . 3 ⊢ (ℤ≥:ℤ⟶𝒫 ℤ → ran ℤ≥ ⊆ 𝒫 ℤ)
3	1, 2	ax-mp 5	. 2 ⊢ ran ℤ≥ ⊆ 𝒫 ℤ
4		ffn 6688	. . . . . 6 ⊢ (ℤ≥:ℤ⟶𝒫 ℤ → ℤ≥ Fn ℤ)
5	1, 4	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ ℤ≥ Fn ℤ
6		1z 12563	. . . . 5 ⊢ 1 ∈ ℤ
7		fnfvelrn 7052	. . . . 5 ⊢ ((ℤ≥ Fn ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) → (ℤ≥‘1) ∈ ran ℤ≥)
8	5, 6, 7	mp2an 692	. . . 4 ⊢ (ℤ≥‘1) ∈ ran ℤ≥
9	8	ne0ii 4307	. . 3 ⊢ ran ℤ≥ ≠ ∅
10		uzid 12808	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ ℤ → 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑥))
11		n0i 4303	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑥) → ¬ (ℤ≥‘𝑥) = ∅)
12	10, 11	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℤ → ¬ (ℤ≥‘𝑥) = ∅)
13	12	nrex 3057	. . . . 5 ⊢ ¬ ∃𝑥 ∈ ℤ (ℤ≥‘𝑥) = ∅
14		fvelrnb 6921	. . . . . 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 3032	. . 3 ⊢ ∅ ∉ ran ℤ≥
18		uzin2 15311	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ ran ℤ≥ ∧ 𝑦 ∈ ran ℤ≥) → (𝑥 ∩ 𝑦) ∈ ran ℤ≥)
19		vex 3451	. . . . . . 7 ⊢ 𝑥 ∈ V
20	19	inex1 5272	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∩ 𝑦) ∈ V
21	20	pwid 4585	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∩ 𝑦) ∈ 𝒫 (𝑥 ∩ 𝑦)
22		inelcm 4428	. . . . 5 ⊢ (((𝑥 ∩ 𝑦) ∈ ran ℤ≥ ∧ (𝑥 ∩ 𝑦) ∈ 𝒫 (𝑥 ∩ 𝑦)) → (ran ℤ≥ ∩ 𝒫 (𝑥 ∩ 𝑦)) ≠ ∅)
23	18, 21, 22	sylancl 586	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ ran ℤ≥ ∧ 𝑦 ∈ ran ℤ≥) → (ran ℤ≥ ∩ 𝒫 (𝑥 ∩ 𝑦)) ≠ ∅)
24	23	rgen2 3177	. . 3 ⊢ ∀𝑥 ∈ ran ℤ≥∀𝑦 ∈ ran ℤ≥(ran ℤ≥ ∩ 𝒫 (𝑥 ∩ 𝑦)) ≠ ∅
25	9, 17, 24	3pm3.2i 1340	. 2 ⊢ (ran ℤ≥ ≠ ∅ ∧ ∅ ∉ ran ℤ≥ ∧ ∀𝑥 ∈ ran ℤ≥∀𝑦 ∈ ran ℤ≥(ran ℤ≥ ∩ 𝒫 (𝑥 ∩ 𝑦)) ≠ ∅)
26		zex 12538	. . 3 ⊢ ℤ ∈ V
27		isfbas 23716	. . 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 711	1 ⊢ ran ℤ≥ ∈ (fBas‘ℤ)

Syntax hints:  ¬ wn 3   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2109   ≠ wne 2925   ∉ wnel 3029  ∀wral 3044  ∃wrex 3053  Vcvv 3447   ∩ cin 3913   ⊆ wss 3914  ∅c0 4296  𝒫 cpw 4563  ran crn 5639   Fn wfn 6506  ⟶wf 6507  ‘cfv 6511  1c1 11069  ℤcz 12529  ℤ_≥cuz 12793  fBascfbas 21252

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-cnex 11124  ax-resscn 11125  ax-1cn 11126  ax-icn 11127  ax-addcl 11128  ax-addrcl 11129  ax-mulcl 11130  ax-mulrcl 11131  ax-i2m1 11136  ax-1ne0 11137  ax-rrecex 11140  ax-cnre 11141  ax-pre-lttri 11142  ax-pre-lttrn 11143

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-ov 7390  df-om 7843  df-2nd 7969  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-er 8671  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-pnf 11210  df-mnf 11211  df-xr 11212  df-ltxr 11213  df-le 11214  df-neg 11408  df-nn 12187  df-z 12530  df-uz 12794  df-fbas 21261

This theorem is referenced by:  uzfbas  23785