Theorem zfbas 23852

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 12766	. . 3 ⊢ ℤ≥:ℤ⟶𝒫 ℤ
2		frn 6677	. . 3 ⊢ (ℤ≥:ℤ⟶𝒫 ℤ → ran ℤ≥ ⊆ 𝒫 ℤ)
3	1, 2	ax-mp 5	. 2 ⊢ ran ℤ≥ ⊆ 𝒫 ℤ
4		ffn 6670	. . . . . 6 ⊢ (ℤ≥:ℤ⟶𝒫 ℤ → ℤ≥ Fn ℤ)
5	1, 4	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ ℤ≥ Fn ℤ
6		1z 12533	. . . . 5 ⊢ 1 ∈ ℤ
7		fnfvelrn 7034	. . . . 5 ⊢ ((ℤ≥ Fn ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) → (ℤ≥‘1) ∈ ran ℤ≥)
8	5, 6, 7	mp2an 693	. . . 4 ⊢ (ℤ≥‘1) ∈ ran ℤ≥
9	8	ne0ii 4298	. . 3 ⊢ ran ℤ≥ ≠ ∅
10		uzid 12778	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ ℤ → 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑥))
11		n0i 4294	. . . . . . 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 6902	. . . . . 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 15280	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ ran ℤ≥ ∧ 𝑦 ∈ ran ℤ≥) → (𝑥 ∩ 𝑦) ∈ ran ℤ≥)
19		vex 3446	. . . . . . 7 ⊢ 𝑥 ∈ V
20	19	inex1 5264	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∩ 𝑦) ∈ V
21	20	pwid 4578	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∩ 𝑦) ∈ 𝒫 (𝑥 ∩ 𝑦)
22		inelcm 4419	. . . . 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 12509	. . 3 ⊢ ℤ ∈ V
27		isfbas 23785	. . 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 3442   ∩ cin 3902   ⊆ wss 3903  ∅c0 4287  𝒫 cpw 4556  ran crn 5633   Fn wfn 6495  ⟶wf 6496  ‘cfv 6500  1c1 11039  ℤcz 12500  ℤ_≥cuz 12763  fBascfbas 21309

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 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113

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 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-ov 7371  df-om 7819  df-2nd 7944  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-er 8645  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-neg 11379  df-nn 12158  df-z 12501  df-uz 12764  df-fbas 21318

This theorem is referenced by:  uzfbas  23854