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Theorem fbflim2

Description: A condition for a filter base B to converge to a point A . Use neighborhoods instead of open neighborhoods. Compare fbflim . (Contributed by FL, 4-Jul-2011) (Revised by Stefan O'Rear, 6-Aug-2015)

Ref Expression
Hypothesis fbflim.3 ⊢ F = X filGen B
Assertion fbflim2 ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X → A ∈ J fLim F ↔ A ∈ X ∧ ∀ n ∈ nei ⁡ J ⁡ A ∃ x ∈ B x ⊆ n

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fbflim.3 ⊢ F = X filGen B
2 1 fbflim ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X → A ∈ J fLim F ↔ A ∈ X ∧ ∀ y ∈ J A ∈ y → ∃ x ∈ B x ⊆ y
3 topontop ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X → J ∈ Top
4 3 ad2antrr ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ X → J ∈ Top
5 simpr ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ X → A ∈ X
6 toponuni ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X → X = ⋃ J
7 6 ad2antrr ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ X → X = ⋃ J
8 5 7 eleqtrd ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ X → A ∈ ⋃ J
9 eqid ⊢ ⋃ J = ⋃ J
10 9 isneip ⊢ J ∈ Top ∧ A ∈ ⋃ J → n ∈ nei ⁡ J ⁡ A ↔ n ⊆ ⋃ J ∧ ∃ y ∈ J A ∈ y ∧ y ⊆ n
11 4 8 10 syl2anc ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ X → n ∈ nei ⁡ J ⁡ A ↔ n ⊆ ⋃ J ∧ ∃ y ∈ J A ∈ y ∧ y ⊆ n
12 simpr ⊢ n ⊆ ⋃ J ∧ ∃ y ∈ J A ∈ y ∧ y ⊆ n → ∃ y ∈ J A ∈ y ∧ y ⊆ n
13 11 12 biimtrdi ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ X → n ∈ nei ⁡ J ⁡ A → ∃ y ∈ J A ∈ y ∧ y ⊆ n
14 r19.29 ⊢ ∀ y ∈ J A ∈ y → ∃ x ∈ B x ⊆ y ∧ ∃ y ∈ J A ∈ y ∧ y ⊆ n → ∃ y ∈ J A ∈ y → ∃ x ∈ B x ⊆ y ∧ A ∈ y ∧ y ⊆ n
15 pm3.45 ⊢ A ∈ y → ∃ x ∈ B x ⊆ y → A ∈ y ∧ y ⊆ n → ∃ x ∈ B x ⊆ y ∧ y ⊆ n
16 15 imp ⊢ A ∈ y → ∃ x ∈ B x ⊆ y ∧ A ∈ y ∧ y ⊆ n → ∃ x ∈ B x ⊆ y ∧ y ⊆ n
17 sstr2 ⊢ x ⊆ y → y ⊆ n → x ⊆ n
18 17 com12 ⊢ y ⊆ n → x ⊆ y → x ⊆ n
19 18 reximdv ⊢ y ⊆ n → ∃ x ∈ B x ⊆ y → ∃ x ∈ B x ⊆ n
20 19 impcom ⊢ ∃ x ∈ B x ⊆ y ∧ y ⊆ n → ∃ x ∈ B x ⊆ n
21 16 20 syl ⊢ A ∈ y → ∃ x ∈ B x ⊆ y ∧ A ∈ y ∧ y ⊆ n → ∃ x ∈ B x ⊆ n
22 21 rexlimivw ⊢ ∃ y ∈ J A ∈ y → ∃ x ∈ B x ⊆ y ∧ A ∈ y ∧ y ⊆ n → ∃ x ∈ B x ⊆ n
23 14 22 syl ⊢ ∀ y ∈ J A ∈ y → ∃ x ∈ B x ⊆ y ∧ ∃ y ∈ J A ∈ y ∧ y ⊆ n → ∃ x ∈ B x ⊆ n
24 23 ex ⊢ ∀ y ∈ J A ∈ y → ∃ x ∈ B x ⊆ y → ∃ y ∈ J A ∈ y ∧ y ⊆ n → ∃ x ∈ B x ⊆ n
25 13 24 syl9 ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ X → ∀ y ∈ J A ∈ y → ∃ x ∈ B x ⊆ y → n ∈ nei ⁡ J ⁡ A → ∃ x ∈ B x ⊆ n
26 25 ralrimdv ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ X → ∀ y ∈ J A ∈ y → ∃ x ∈ B x ⊆ y → ∀ n ∈ nei ⁡ J ⁡ A ∃ x ∈ B x ⊆ n
27 4 adantr ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ X ∧ y ∈ J ∧ A ∈ y → J ∈ Top
28 simprl ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ X ∧ y ∈ J ∧ A ∈ y → y ∈ J
29 simprr ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ X ∧ y ∈ J ∧ A ∈ y → A ∈ y
30 opnneip ⊢ J ∈ Top ∧ y ∈ J ∧ A ∈ y → y ∈ nei ⁡ J ⁡ A
31 27 28 29 30 syl3anc ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ X ∧ y ∈ J ∧ A ∈ y → y ∈ nei ⁡ J ⁡ A
32 sseq2 ⊢ n = y → x ⊆ n ↔ x ⊆ y
33 32 rexbidv ⊢ n = y → ∃ x ∈ B x ⊆ n ↔ ∃ x ∈ B x ⊆ y
34 33 rspcv ⊢ y ∈ nei ⁡ J ⁡ A → ∀ n ∈ nei ⁡ J ⁡ A ∃ x ∈ B x ⊆ n → ∃ x ∈ B x ⊆ y
35 31 34 syl ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ X ∧ y ∈ J ∧ A ∈ y → ∀ n ∈ nei ⁡ J ⁡ A ∃ x ∈ B x ⊆ n → ∃ x ∈ B x ⊆ y
36 35 expr ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ X ∧ y ∈ J → A ∈ y → ∀ n ∈ nei ⁡ J ⁡ A ∃ x ∈ B x ⊆ n → ∃ x ∈ B x ⊆ y
37 36 com23 ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ X ∧ y ∈ J → ∀ n ∈ nei ⁡ J ⁡ A ∃ x ∈ B x ⊆ n → A ∈ y → ∃ x ∈ B x ⊆ y
38 37 ralrimdva ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ X → ∀ n ∈ nei ⁡ J ⁡ A ∃ x ∈ B x ⊆ n → ∀ y ∈ J A ∈ y → ∃ x ∈ B x ⊆ y
39 26 38 impbid ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ X → ∀ y ∈ J A ∈ y → ∃ x ∈ B x ⊆ y ↔ ∀ n ∈ nei ⁡ J ⁡ A ∃ x ∈ B x ⊆ n
40 39 pm5.32da ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X → A ∈ X ∧ ∀ y ∈ J A ∈ y → ∃ x ∈ B x ⊆ y ↔ A ∈ X ∧ ∀ n ∈ nei ⁡ J ⁡ A ∃ x ∈ B x ⊆ n
41 2 40 bitrd ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ B ∈ fBas ⁡ X → A ∈ J fLim F ↔ A ∈ X ∧ ∀ n ∈ nei ⁡ J ⁡ A ∃ x ∈ B x ⊆ n