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Theorem fgss2

Description: A condition for a filter to be finer than another involving their filter bases. (Contributed by Jeff Hankins, 3-Sep-2009) (Revised by Stefan O'Rear, 2-Aug-2015)

Ref Expression
Assertion fgss2 ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X → X filGen F ⊆ X filGen G ↔ ∀ x ∈ F ∃ y ∈ G y ⊆ x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ssfg ⊢ F ∈ fBas ⁡ X → F ⊆ X filGen F
2 1 adantr ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X → F ⊆ X filGen F
3 2 sseld ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X → x ∈ F → x ∈ X filGen F
4 ssel2 ⊢ X filGen F ⊆ X filGen G ∧ x ∈ X filGen F → x ∈ X filGen G
5 elfg ⊢ G ∈ fBas ⁡ X → x ∈ X filGen G ↔ x ⊆ X ∧ ∃ y ∈ G y ⊆ x
6 simpr ⊢ x ⊆ X ∧ ∃ y ∈ G y ⊆ x → ∃ y ∈ G y ⊆ x
7 5 6 biimtrdi ⊢ G ∈ fBas ⁡ X → x ∈ X filGen G → ∃ y ∈ G y ⊆ x
8 7 adantl ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X → x ∈ X filGen G → ∃ y ∈ G y ⊆ x
9 4 8 syl5 ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X → X filGen F ⊆ X filGen G ∧ x ∈ X filGen F → ∃ y ∈ G y ⊆ x
10 9 expd ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X → X filGen F ⊆ X filGen G → x ∈ X filGen F → ∃ y ∈ G y ⊆ x
11 3 10 syl5d ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X → X filGen F ⊆ X filGen G → x ∈ F → ∃ y ∈ G y ⊆ x
12 11 ralrimdv ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X → X filGen F ⊆ X filGen G → ∀ x ∈ F ∃ y ∈ G y ⊆ x
13 sseq2 ⊢ x = u → y ⊆ x ↔ y ⊆ u
14 13 rexbidv ⊢ x = u → ∃ y ∈ G y ⊆ x ↔ ∃ y ∈ G y ⊆ u
15 14 rspcv ⊢ u ∈ F → ∀ x ∈ F ∃ y ∈ G y ⊆ x → ∃ y ∈ G y ⊆ u
16 15 adantl ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ F → ∀ x ∈ F ∃ y ∈ G y ⊆ x → ∃ y ∈ G y ⊆ u
17 sstr ⊢ y ⊆ u ∧ u ⊆ t → y ⊆ t
18 sseq1 ⊢ v = y → v ⊆ t ↔ y ⊆ t
19 18 rspcev ⊢ y ∈ G ∧ y ⊆ t → ∃ v ∈ G v ⊆ t
20 19 adantl ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ F ∧ y ∈ G ∧ y ⊆ t → ∃ v ∈ G v ⊆ t
21 20 a1d ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ F ∧ y ∈ G ∧ y ⊆ t → t ⊆ X → ∃ v ∈ G v ⊆ t
22 17 21 sylanr2 ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ F ∧ y ∈ G ∧ y ⊆ u ∧ u ⊆ t → t ⊆ X → ∃ v ∈ G v ⊆ t
23 22 ancld ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ F ∧ y ∈ G ∧ y ⊆ u ∧ u ⊆ t → t ⊆ X → t ⊆ X ∧ ∃ v ∈ G v ⊆ t
24 23 exp45 ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ F → y ∈ G → y ⊆ u → u ⊆ t → t ⊆ X → t ⊆ X ∧ ∃ v ∈ G v ⊆ t
25 24 rexlimdv ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ F → ∃ y ∈ G y ⊆ u → u ⊆ t → t ⊆ X → t ⊆ X ∧ ∃ v ∈ G v ⊆ t
26 16 25 syld ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X ∧ u ∈ F → ∀ x ∈ F ∃ y ∈ G y ⊆ x → u ⊆ t → t ⊆ X → t ⊆ X ∧ ∃ v ∈ G v ⊆ t
27 26 impancom ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X ∧ ∀ x ∈ F ∃ y ∈ G y ⊆ x → u ∈ F → u ⊆ t → t ⊆ X → t ⊆ X ∧ ∃ v ∈ G v ⊆ t
28 27 rexlimdv ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X ∧ ∀ x ∈ F ∃ y ∈ G y ⊆ x → ∃ u ∈ F u ⊆ t → t ⊆ X → t ⊆ X ∧ ∃ v ∈ G v ⊆ t
29 28 impcomd ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X ∧ ∀ x ∈ F ∃ y ∈ G y ⊆ x → t ⊆ X ∧ ∃ u ∈ F u ⊆ t → t ⊆ X ∧ ∃ v ∈ G v ⊆ t
30 elfg ⊢ F ∈ fBas ⁡ X → t ∈ X filGen F ↔ t ⊆ X ∧ ∃ u ∈ F u ⊆ t
31 30 adantr ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X → t ∈ X filGen F ↔ t ⊆ X ∧ ∃ u ∈ F u ⊆ t
32 31 adantr ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X ∧ ∀ x ∈ F ∃ y ∈ G y ⊆ x → t ∈ X filGen F ↔ t ⊆ X ∧ ∃ u ∈ F u ⊆ t
33 elfg ⊢ G ∈ fBas ⁡ X → t ∈ X filGen G ↔ t ⊆ X ∧ ∃ v ∈ G v ⊆ t
34 33 adantl ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X → t ∈ X filGen G ↔ t ⊆ X ∧ ∃ v ∈ G v ⊆ t
35 34 adantr ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X ∧ ∀ x ∈ F ∃ y ∈ G y ⊆ x → t ∈ X filGen G ↔ t ⊆ X ∧ ∃ v ∈ G v ⊆ t
36 29 32 35 3imtr4d ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X ∧ ∀ x ∈ F ∃ y ∈ G y ⊆ x → t ∈ X filGen F → t ∈ X filGen G
37 36 ssrdv ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X ∧ ∀ x ∈ F ∃ y ∈ G y ⊆ x → X filGen F ⊆ X filGen G
38 37 ex ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X → ∀ x ∈ F ∃ y ∈ G y ⊆ x → X filGen F ⊆ X filGen G
39 12 38 impbid ⊢ F ∈ fBas ⁡ X ∧ G ∈ fBas ⁡ X → X filGen F ⊆ X filGen G ↔ ∀ x ∈ F ∃ y ∈ G y ⊆ x