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Theorem fbssfi

Description: A filter base contains subsets of its finite intersections. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Nov-2013) (Revised by Stefan O'Rear, 28-Jul-2015)

Ref Expression
Assertion fbssfi ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ fi ⁡ F → ∃ x ∈ F x ⊆ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dffi2 ⊢ F ∈ fBas ⁡ X → fi ⁡ F = ⋂ z | F ⊆ z ∧ ∀ u ∈ z ∀ v ∈ z u ∩ v ∈ z
2 sseq2 ⊢ t = u ∩ v → x ⊆ t ↔ x ⊆ u ∩ v
3 2 rexbidv ⊢ t = u ∩ v → ∃ x ∈ F x ⊆ t ↔ ∃ x ∈ F x ⊆ u ∩ v
4 inss1 ⊢ u ∩ v ⊆ u
5 simp1r ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ 𝒫 ⋃ F ∧ y ∈ F ∧ y ⊆ u ∧ z ∈ F ∧ z ⊆ v → u ∈ 𝒫 ⋃ F
6 5 elpwid ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ 𝒫 ⋃ F ∧ y ∈ F ∧ y ⊆ u ∧ z ∈ F ∧ z ⊆ v → u ⊆ ⋃ F
7 4 6 sstrid ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ 𝒫 ⋃ F ∧ y ∈ F ∧ y ⊆ u ∧ z ∈ F ∧ z ⊆ v → u ∩ v ⊆ ⋃ F
8 vex ⊢ u ∈ V
9 8 inex1 ⊢ u ∩ v ∈ V
10 9 elpw ⊢ u ∩ v ∈ 𝒫 ⋃ F ↔ u ∩ v ⊆ ⋃ F
11 7 10 sylibr ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ 𝒫 ⋃ F ∧ y ∈ F ∧ y ⊆ u ∧ z ∈ F ∧ z ⊆ v → u ∩ v ∈ 𝒫 ⋃ F
12 simpl ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ 𝒫 ⋃ F → F ∈ fBas ⁡ X
13 simpl ⊢ y ∈ F ∧ y ⊆ u → y ∈ F
14 simpl ⊢ z ∈ F ∧ z ⊆ v → z ∈ F
15 fbasssin ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ y ∈ F ∧ z ∈ F → ∃ x ∈ F x ⊆ y ∩ z
16 12 13 14 15 syl3an ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ 𝒫 ⋃ F ∧ y ∈ F ∧ y ⊆ u ∧ z ∈ F ∧ z ⊆ v → ∃ x ∈ F x ⊆ y ∩ z
17 ss2in ⊢ y ⊆ u ∧ z ⊆ v → y ∩ z ⊆ u ∩ v
18 17 ad2ant2l ⊢ y ∈ F ∧ y ⊆ u ∧ z ∈ F ∧ z ⊆ v → y ∩ z ⊆ u ∩ v
19 18 3adant1 ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ 𝒫 ⋃ F ∧ y ∈ F ∧ y ⊆ u ∧ z ∈ F ∧ z ⊆ v → y ∩ z ⊆ u ∩ v
20 sstr ⊢ x ⊆ y ∩ z ∧ y ∩ z ⊆ u ∩ v → x ⊆ u ∩ v
21 20 expcom ⊢ y ∩ z ⊆ u ∩ v → x ⊆ y ∩ z → x ⊆ u ∩ v
22 19 21 syl ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ 𝒫 ⋃ F ∧ y ∈ F ∧ y ⊆ u ∧ z ∈ F ∧ z ⊆ v → x ⊆ y ∩ z → x ⊆ u ∩ v
23 22 reximdv ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ 𝒫 ⋃ F ∧ y ∈ F ∧ y ⊆ u ∧ z ∈ F ∧ z ⊆ v → ∃ x ∈ F x ⊆ y ∩ z → ∃ x ∈ F x ⊆ u ∩ v
24 16 23 mpd ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ 𝒫 ⋃ F ∧ y ∈ F ∧ y ⊆ u ∧ z ∈ F ∧ z ⊆ v → ∃ x ∈ F x ⊆ u ∩ v
25 3 11 24 elrabd ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ 𝒫 ⋃ F ∧ y ∈ F ∧ y ⊆ u ∧ z ∈ F ∧ z ⊆ v → u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
26 25 3expa ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ 𝒫 ⋃ F ∧ y ∈ F ∧ y ⊆ u ∧ z ∈ F ∧ z ⊆ v → u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
27 26 rexlimdvaa ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ 𝒫 ⋃ F ∧ y ∈ F ∧ y ⊆ u → ∃ z ∈ F z ⊆ v → u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
28 27 ralrimivw ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ 𝒫 ⋃ F ∧ y ∈ F ∧ y ⊆ u → ∀ v ∈ 𝒫 ⋃ F ∃ z ∈ F z ⊆ v → u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
29 sseq2 ⊢ t = v → x ⊆ t ↔ x ⊆ v
30 29 rexbidv ⊢ t = v → ∃ x ∈ F x ⊆ t ↔ ∃ x ∈ F x ⊆ v
31 sseq1 ⊢ x = z → x ⊆ v ↔ z ⊆ v
32 31 cbvrexvw ⊢ ∃ x ∈ F x ⊆ v ↔ ∃ z ∈ F z ⊆ v
33 30 32 bitrdi ⊢ t = v → ∃ x ∈ F x ⊆ t ↔ ∃ z ∈ F z ⊆ v
34 33 ralrab ⊢ ∀ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ↔ ∀ v ∈ 𝒫 ⋃ F ∃ z ∈ F z ⊆ v → u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
35 28 34 sylibr ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ 𝒫 ⋃ F ∧ y ∈ F ∧ y ⊆ u → ∀ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
36 35 rexlimdvaa ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ 𝒫 ⋃ F → ∃ y ∈ F y ⊆ u → ∀ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
37 36 ralrimiva ⊢ F ∈ fBas ⁡ X → ∀ u ∈ 𝒫 ⋃ F ∃ y ∈ F y ⊆ u → ∀ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
38 sseq2 ⊢ t = u → x ⊆ t ↔ x ⊆ u
39 38 rexbidv ⊢ t = u → ∃ x ∈ F x ⊆ t ↔ ∃ x ∈ F x ⊆ u
40 sseq1 ⊢ x = y → x ⊆ u ↔ y ⊆ u
41 40 cbvrexvw ⊢ ∃ x ∈ F x ⊆ u ↔ ∃ y ∈ F y ⊆ u
42 39 41 bitrdi ⊢ t = u → ∃ x ∈ F x ⊆ t ↔ ∃ y ∈ F y ⊆ u
43 42 ralrab ⊢ ∀ u ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ∀ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ↔ ∀ u ∈ 𝒫 ⋃ F ∃ y ∈ F y ⊆ u → ∀ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
44 37 43 sylibr ⊢ F ∈ fBas ⁡ X → ∀ u ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ∀ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
45 pwuni ⊢ F ⊆ 𝒫 ⋃ F
46 ssid ⊢ t ⊆ t
47 sseq1 ⊢ x = t → x ⊆ t ↔ t ⊆ t
48 47 rspcev ⊢ t ∈ F ∧ t ⊆ t → ∃ x ∈ F x ⊆ t
49 46 48 mpan2 ⊢ t ∈ F → ∃ x ∈ F x ⊆ t
50 49 rgen ⊢ ∀ t ∈ F ∃ x ∈ F x ⊆ t
51 ssrab ⊢ F ⊆ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ↔ F ⊆ 𝒫 ⋃ F ∧ ∀ t ∈ F ∃ x ∈ F x ⊆ t
52 45 50 51 mpbir2an ⊢ F ⊆ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
53 44 52 jctil ⊢ F ∈ fBas ⁡ X → F ⊆ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ∧ ∀ u ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ∀ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
54 uniexg ⊢ F ∈ fBas ⁡ X → ⋃ F ∈ V
55 pwexg ⊢ ⋃ F ∈ V → 𝒫 ⋃ F ∈ V
56 rabexg ⊢ 𝒫 ⋃ F ∈ V → t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ∈ V
57 sseq2 ⊢ z = t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t → F ⊆ z ↔ F ⊆ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
58 eleq2 ⊢ z = t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t → u ∩ v ∈ z ↔ u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
59 58 raleqbi1dv ⊢ z = t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t → ∀ v ∈ z u ∩ v ∈ z ↔ ∀ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
60 59 raleqbi1dv ⊢ z = t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t → ∀ u ∈ z ∀ v ∈ z u ∩ v ∈ z ↔ ∀ u ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ∀ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
61 57 60 anbi12d ⊢ z = t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t → F ⊆ z ∧ ∀ u ∈ z ∀ v ∈ z u ∩ v ∈ z ↔ F ⊆ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ∧ ∀ u ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ∀ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
62 61 elabg ⊢ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ∈ V → t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ∈ z | F ⊆ z ∧ ∀ u ∈ z ∀ v ∈ z u ∩ v ∈ z ↔ F ⊆ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ∧ ∀ u ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ∀ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
63 54 55 56 62 4syl ⊢ F ∈ fBas ⁡ X → t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ∈ z | F ⊆ z ∧ ∀ u ∈ z ∀ v ∈ z u ∩ v ∈ z ↔ F ⊆ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ∧ ∀ u ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ∀ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t u ∩ v ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
64 53 63 mpbird ⊢ F ∈ fBas ⁡ X → t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ∈ z | F ⊆ z ∧ ∀ u ∈ z ∀ v ∈ z u ∩ v ∈ z
65 intss1 ⊢ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ∈ z | F ⊆ z ∧ ∀ u ∈ z ∀ v ∈ z u ∩ v ∈ z → ⋂ z | F ⊆ z ∧ ∀ u ∈ z ∀ v ∈ z u ∩ v ∈ z ⊆ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
66 64 65 syl ⊢ F ∈ fBas ⁡ X → ⋂ z | F ⊆ z ∧ ∀ u ∈ z ∀ v ∈ z u ∩ v ∈ z ⊆ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
67 1 66 eqsstrd ⊢ F ∈ fBas ⁡ X → fi ⁡ F ⊆ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
68 67 sselda ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ fi ⁡ F → A ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t
69 sseq2 ⊢ t = A → x ⊆ t ↔ x ⊆ A
70 69 rexbidv ⊢ t = A → ∃ x ∈ F x ⊆ t ↔ ∃ x ∈ F x ⊆ A
71 70 elrab ⊢ A ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t ↔ A ∈ 𝒫 ⋃ F ∧ ∃ x ∈ F x ⊆ A
72 71 simprbi ⊢ A ∈ t ∈ 𝒫 ⋃ F | ∃ x ∈ F x ⊆ t → ∃ x ∈ F x ⊆ A
73 68 72 syl ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ A ∈ fi ⁡ F → ∃ x ∈ F x ⊆ A