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Theorem elpt

Description: Elementhood in the bases of a product topology. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Feb-2015)

Ref Expression
Hypothesis ptbas.1 ⊢ B = x | ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y
Assertion elpt ⊢ S ∈ B ↔ ∃ h h Fn A ∧ ∀ y ∈ A h ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ w ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ w h ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ S = ⨉ y ∈ A h ⁡ y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ptbas.1 ⊢ B = x | ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y
2 1 eleq2i ⊢ S ∈ B ↔ S ∈ x | ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y
3 simpr ⊢ g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ S = ⨉ y ∈ A g ⁡ y → S = ⨉ y ∈ A g ⁡ y
4 ixpexg ⊢ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ V → ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∈ V
5 fvexd ⊢ y ∈ A → g ⁡ y ∈ V
6 4 5 mprg ⊢ ⨉ y ∈ A g ⁡ y ∈ V
7 3 6 eqeltrdi ⊢ g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ S = ⨉ y ∈ A g ⁡ y → S ∈ V
8 7 exlimiv ⊢ ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ S = ⨉ y ∈ A g ⁡ y → S ∈ V
9 eqeq1 ⊢ x = S → x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y ↔ S = ⨉ y ∈ A g ⁡ y
10 9 anbi2d ⊢ x = S → g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y ↔ g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ S = ⨉ y ∈ A g ⁡ y
11 10 exbidv ⊢ x = S → ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y ↔ ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ S = ⨉ y ∈ A g ⁡ y
12 8 11 elab3 ⊢ S ∈ x | ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ x = ⨉ y ∈ A g ⁡ y ↔ ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ S = ⨉ y ∈ A g ⁡ y
13 fneq1 ⊢ g = h → g Fn A ↔ h Fn A
14 fveq1 ⊢ g = h → g ⁡ y = h ⁡ y
15 14 eleq1d ⊢ g = h → g ⁡ y ∈ F ⁡ y ↔ h ⁡ y ∈ F ⁡ y
16 15 ralbidv ⊢ g = h → ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ F ⁡ y ↔ ∀ y ∈ A h ⁡ y ∈ F ⁡ y
17 14 eqeq1d ⊢ g = h → g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ↔ h ⁡ y = ⋃ F ⁡ y
18 17 rexralbidv ⊢ g = h → ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ↔ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z h ⁡ y = ⋃ F ⁡ y
19 difeq2 ⊢ z = w → A ∖ z = A ∖ w
20 19 raleqdv ⊢ z = w → ∀ y ∈ A ∖ z h ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ↔ ∀ y ∈ A ∖ w h ⁡ y = ⋃ F ⁡ y
21 20 cbvrexvw ⊢ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z h ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ↔ ∃ w ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ w h ⁡ y = ⋃ F ⁡ y
22 18 21 bitrdi ⊢ g = h → ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ↔ ∃ w ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ w h ⁡ y = ⋃ F ⁡ y
23 13 16 22 3anbi123d ⊢ g = h → g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ↔ h Fn A ∧ ∀ y ∈ A h ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ w ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ w h ⁡ y = ⋃ F ⁡ y
24 14 ixpeq2dv ⊢ g = h → ⨉ y ∈ A g ⁡ y = ⨉ y ∈ A h ⁡ y
25 24 eqeq2d ⊢ g = h → S = ⨉ y ∈ A g ⁡ y ↔ S = ⨉ y ∈ A h ⁡ y
26 23 25 anbi12d ⊢ g = h → g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ S = ⨉ y ∈ A g ⁡ y ↔ h Fn A ∧ ∀ y ∈ A h ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ w ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ w h ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ S = ⨉ y ∈ A h ⁡ y
27 26 cbvexvw ⊢ ∃ g g Fn A ∧ ∀ y ∈ A g ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ z ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ z g ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ S = ⨉ y ∈ A g ⁡ y ↔ ∃ h h Fn A ∧ ∀ y ∈ A h ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ w ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ w h ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ S = ⨉ y ∈ A h ⁡ y
28 2 12 27 3bitri ⊢ S ∈ B ↔ ∃ h h Fn A ∧ ∀ y ∈ A h ⁡ y ∈ F ⁡ y ∧ ∃ w ∈ Fin ∀ y ∈ A ∖ w h ⁡ y = ⋃ F ⁡ y ∧ S = ⨉ y ∈ A h ⁡ y