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Theorem fbfinnfr

Description: No filter base containing a finite element is free. (Contributed by Jeff Hankins, 5-Dec-2009) (Revised by Stefan O'Rear, 28-Jul-2015)

Ref Expression
Assertion fbfinnfr ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ S ∈ F ∧ S ∈ Fin → ⋂ F ≠ ∅

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eleq1 ⊢ x = y → x ∈ F ↔ y ∈ F
2 1 anbi2d ⊢ x = y → F ∈ fBas ⁡ B ∧ x ∈ F ↔ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F
3 2 imbi1d ⊢ x = y → F ∈ fBas ⁡ B ∧ x ∈ F → ⋂ F ≠ ∅ ↔ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F → ⋂ F ≠ ∅
4 eleq1 ⊢ x = S → x ∈ F ↔ S ∈ F
5 4 anbi2d ⊢ x = S → F ∈ fBas ⁡ B ∧ x ∈ F ↔ F ∈ fBas ⁡ B ∧ S ∈ F
6 5 imbi1d ⊢ x = S → F ∈ fBas ⁡ B ∧ x ∈ F → ⋂ F ≠ ∅ ↔ F ∈ fBas ⁡ B ∧ S ∈ F → ⋂ F ≠ ∅
7 bi2.04 ⊢ x ⊂ y → F ∈ fBas ⁡ B ∧ x ∈ F → ⋂ F ≠ ∅ ↔ F ∈ fBas ⁡ B ∧ x ∈ F → x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅
8 ibar ⊢ F ∈ fBas ⁡ B → x ∈ F ↔ F ∈ fBas ⁡ B ∧ x ∈ F
9 8 adantr ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F → x ∈ F ↔ F ∈ fBas ⁡ B ∧ x ∈ F
10 9 imbi1d ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F → x ∈ F → x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅ ↔ F ∈ fBas ⁡ B ∧ x ∈ F → x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅
11 7 10 bitr4id ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F → x ⊂ y → F ∈ fBas ⁡ B ∧ x ∈ F → ⋂ F ≠ ∅ ↔ x ∈ F → x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅
12 11 albidv ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F → ∀ x x ⊂ y → F ∈ fBas ⁡ B ∧ x ∈ F → ⋂ F ≠ ∅ ↔ ∀ x x ∈ F → x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅
13 df-ral ⊢ ∀ x ∈ F x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅ ↔ ∀ x x ∈ F → x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅
14 12 13 bitr4di ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F → ∀ x x ⊂ y → F ∈ fBas ⁡ B ∧ x ∈ F → ⋂ F ≠ ∅ ↔ ∀ x ∈ F x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅
15 0nelfb ⊢ F ∈ fBas ⁡ B → ¬ ∅ ∈ F
16 eleq1 ⊢ y = ∅ → y ∈ F ↔ ∅ ∈ F
17 16 notbid ⊢ y = ∅ → ¬ y ∈ F ↔ ¬ ∅ ∈ F
18 15 17 syl5ibrcom ⊢ F ∈ fBas ⁡ B → y = ∅ → ¬ y ∈ F
19 18 necon2ad ⊢ F ∈ fBas ⁡ B → y ∈ F → y ≠ ∅
20 19 imp ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F → y ≠ ∅
21 ssn0 ⊢ y ⊆ ⋂ F ∧ y ≠ ∅ → ⋂ F ≠ ∅
22 21 ex ⊢ y ⊆ ⋂ F → y ≠ ∅ → ⋂ F ≠ ∅
23 20 22 syl5com ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F → y ⊆ ⋂ F → ⋂ F ≠ ∅
24 23 a1dd ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F → y ⊆ ⋂ F → ∀ x ∈ F x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅ → ⋂ F ≠ ∅
25 ssint ⊢ y ⊆ ⋂ F ↔ ∀ z ∈ F y ⊆ z
26 25 notbii ⊢ ¬ y ⊆ ⋂ F ↔ ¬ ∀ z ∈ F y ⊆ z
27 rexnal ⊢ ∃ z ∈ F ¬ y ⊆ z ↔ ¬ ∀ z ∈ F y ⊆ z
28 26 27 bitr4i ⊢ ¬ y ⊆ ⋂ F ↔ ∃ z ∈ F ¬ y ⊆ z
29 fbasssin ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F ∧ z ∈ F → ∃ x ∈ F x ⊆ y ∩ z
30 nssinpss ⊢ ¬ y ⊆ z ↔ y ∩ z ⊂ y
31 sspsstr ⊢ x ⊆ y ∩ z ∧ y ∩ z ⊂ y → x ⊂ y
32 30 31 sylan2b ⊢ x ⊆ y ∩ z ∧ ¬ y ⊆ z → x ⊂ y
33 32 expcom ⊢ ¬ y ⊆ z → x ⊆ y ∩ z → x ⊂ y
34 33 reximdv ⊢ ¬ y ⊆ z → ∃ x ∈ F x ⊆ y ∩ z → ∃ x ∈ F x ⊂ y
35 29 34 syl5com ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F ∧ z ∈ F → ¬ y ⊆ z → ∃ x ∈ F x ⊂ y
36 35 3expia ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F → z ∈ F → ¬ y ⊆ z → ∃ x ∈ F x ⊂ y
37 36 rexlimdv ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F → ∃ z ∈ F ¬ y ⊆ z → ∃ x ∈ F x ⊂ y
38 28 37 biimtrid ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F → ¬ y ⊆ ⋂ F → ∃ x ∈ F x ⊂ y
39 r19.29 ⊢ ∀ x ∈ F x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅ ∧ ∃ x ∈ F x ⊂ y → ∃ x ∈ F x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅ ∧ x ⊂ y
40 id ⊢ x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅ → x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅
41 40 imp ⊢ x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅ ∧ x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅
42 41 rexlimivw ⊢ ∃ x ∈ F x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅ ∧ x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅
43 39 42 syl ⊢ ∀ x ∈ F x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅ ∧ ∃ x ∈ F x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅
44 43 expcom ⊢ ∃ x ∈ F x ⊂ y → ∀ x ∈ F x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅ → ⋂ F ≠ ∅
45 38 44 syl6 ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F → ¬ y ⊆ ⋂ F → ∀ x ∈ F x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅ → ⋂ F ≠ ∅
46 24 45 pm2.61d ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F → ∀ x ∈ F x ⊂ y → ⋂ F ≠ ∅ → ⋂ F ≠ ∅
47 14 46 sylbid ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F → ∀ x x ⊂ y → F ∈ fBas ⁡ B ∧ x ∈ F → ⋂ F ≠ ∅ → ⋂ F ≠ ∅
48 47 com12 ⊢ ∀ x x ⊂ y → F ∈ fBas ⁡ B ∧ x ∈ F → ⋂ F ≠ ∅ → F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F → ⋂ F ≠ ∅
49 48 a1i ⊢ y ∈ Fin → ∀ x x ⊂ y → F ∈ fBas ⁡ B ∧ x ∈ F → ⋂ F ≠ ∅ → F ∈ fBas ⁡ B ∧ y ∈ F → ⋂ F ≠ ∅
50 3 6 49 findcard3 ⊢ S ∈ Fin → F ∈ fBas ⁡ B ∧ S ∈ F → ⋂ F ≠ ∅
51 50 com12 ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ S ∈ F → S ∈ Fin → ⋂ F ≠ ∅
52 51 3impia ⊢ F ∈ fBas ⁡ B ∧ S ∈ F ∧ S ∈ Fin → ⋂ F ≠ ∅