Metamath Proof Explorer


Theorem filufint

Description: A filter is equal to the intersection of the ultrafilters containing it. (Contributed by Jeff Hankins, 1-Jan-2010) (Revised by Stefan O'Rear, 2-Aug-2015)

Ref Expression
Assertion filufint F Fil X f UFil X | F f = F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 vex x V
2 1 elintrab x f UFil X | F f f UFil X F f x f
3 filsspw F Fil X F 𝒫 X
4 3 3ad2ant1 F Fil X ¬ x F x X F 𝒫 X
5 difss X x X
6 filtop F Fil X X F
7 difexg X F X x V
8 6 7 syl F Fil X X x V
9 8 3ad2ant1 F Fil X ¬ x F x X X x V
10 elpwg X x V X x 𝒫 X X x X
11 9 10 syl F Fil X ¬ x F x X X x 𝒫 X X x X
12 5 11 mpbiri F Fil X ¬ x F x X X x 𝒫 X
13 12 snssd F Fil X ¬ x F x X X x 𝒫 X
14 4 13 unssd F Fil X ¬ x F x X F X x 𝒫 X
15 ssun1 F F X x
16 filn0 F Fil X F
17 ssn0 F F X x F F X x
18 15 16 17 sylancr F Fil X F X x
19 18 3ad2ant1 F Fil X ¬ x F x X F X x
20 elsni z X x z = X x
21 filelss F Fil X y F y X
22 21 3adant3 F Fil X y F x X y X
23 reldisj y X y X x = y X X x
24 22 23 syl F Fil X y F x X y X x = y X X x
25 dfss4 x X X X x = x
26 25 biimpi x X X X x = x
27 26 sseq2d x X y X X x y x
28 27 3ad2ant3 F Fil X y F x X y X X x y x
29 24 28 bitrd F Fil X y F x X y X x = y x
30 filss F Fil X y F x X y x x F
31 30 3exp2 F Fil X y F x X y x x F
32 31 3imp F Fil X y F x X y x x F
33 29 32 sylbid F Fil X y F x X y X x = x F
34 33 necon3bd F Fil X y F x X ¬ x F y X x
35 34 3exp F Fil X y F x X ¬ x F y X x
36 35 com24 F Fil X ¬ x F x X y F y X x
37 36 3imp1 F Fil X ¬ x F x X y F y X x
38 ineq2 z = X x y z = y X x
39 38 neeq1d z = X x y z y X x
40 37 39 syl5ibrcom F Fil X ¬ x F x X y F z = X x y z
41 40 expimpd F Fil X ¬ x F x X y F z = X x y z
42 20 41 sylan2i F Fil X ¬ x F x X y F z X x y z
43 42 ralrimivv F Fil X ¬ x F x X y F z X x y z
44 filfbas F Fil X F fBas X
45 44 3ad2ant1 F Fil X ¬ x F x X F fBas X
46 5 a1i F Fil X ¬ x F x X X x X
47 26 3ad2ant2 F Fil X x X X x = X X x = x
48 difeq2 X x = X X x = X
49 dif0 X = X
50 48 49 syl6eq X x = X X x = X
51 50 3ad2ant3 F Fil X x X X x = X X x = X
52 47 51 eqtr3d F Fil X x X X x = x = X
53 6 3ad2ant1 F Fil X x X X x = X F
54 52 53 eqeltrd F Fil X x X X x = x F
55 54 3expia F Fil X x X X x = x F
56 55 necon3bd F Fil X x X ¬ x F X x
57 56 ex F Fil X x X ¬ x F X x
58 57 com23 F Fil X ¬ x F x X X x
59 58 3imp F Fil X ¬ x F x X X x
60 6 3ad2ant1 F Fil X ¬ x F x X X F
61 snfbas X x X X x X F X x fBas X
62 46 59 60 61 syl3anc F Fil X ¬ x F x X X x fBas X
63 fbunfip F fBas X X x fBas X ¬ fi F X x y F z X x y z
64 45 62 63 syl2anc F Fil X ¬ x F x X ¬ fi F X x y F z X x y z
65 43 64 mpbird F Fil X ¬ x F x X ¬ fi F X x
66 fsubbas X F fi F X x fBas X F X x 𝒫 X F X x ¬ fi F X x
67 6 66 syl F Fil X fi F X x fBas X F X x 𝒫 X F X x ¬ fi F X x
68 67 3ad2ant1 F Fil X ¬ x F x X fi F X x fBas X F X x 𝒫 X F X x ¬ fi F X x
69 14 19 65 68 mpbir3and F Fil X ¬ x F x X fi F X x fBas X
70 fgcl fi F X x fBas X X filGen fi F X x Fil X
71 69 70 syl F Fil X ¬ x F x X X filGen fi F X x Fil X
72 filssufil X filGen fi F X x Fil X f UFil X X filGen fi F X x f
73 snex X x V
74 unexg F Fil X X x V F X x V
75 73 74 mpan2 F Fil X F X x V
76 ssfii F X x V F X x fi F X x
77 75 76 syl F Fil X F X x fi F X x
78 77 3ad2ant1 F Fil X ¬ x F x X F X x fi F X x
79 78 unssad F Fil X ¬ x F x X F fi F X x
80 ssfg fi F X x fBas X fi F X x X filGen fi F X x
81 69 80 syl F Fil X ¬ x F x X fi F X x X filGen fi F X x
82 79 81 sstrd F Fil X ¬ x F x X F X filGen fi F X x
83 82 ad2antrr F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f F X filGen fi F X x
84 simpr F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f X filGen fi F X x f
85 83 84 sstrd F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f F f
86 ufilfil f UFil X f Fil X
87 0nelfil f Fil X ¬ f
88 86 87 syl f UFil X ¬ f
89 88 ad2antlr F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f ¬ f
90 disjdif x X x =
91 86 ad2antlr F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f x f f Fil X
92 simprr F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f x f x f
93 77 unssbd F Fil X X x fi F X x
94 93 3ad2ant1 F Fil X ¬ x F x X X x fi F X x
95 94 adantr F Fil X ¬ x F x X f UFil X X x fi F X x
96 69 adantr F Fil X ¬ x F x X f UFil X fi F X x fBas X
97 96 80 syl F Fil X ¬ x F x X f UFil X fi F X x X filGen fi F X x
98 95 97 sstrd F Fil X ¬ x F x X f UFil X X x X filGen fi F X x
99 98 adantr F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f x f X x X filGen fi F X x
100 simprl F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f x f X filGen fi F X x f
101 99 100 sstrd F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f x f X x f
102 snidg X x V X x X x
103 8 102 syl F Fil X X x X x
104 103 3ad2ant1 F Fil X ¬ x F x X X x X x
105 104 ad2antrr F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f x f X x X x
106 101 105 sseldd F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f x f X x f
107 filin f Fil X x f X x f x X x f
108 91 92 106 107 syl3anc F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f x f x X x f
109 90 108 eqeltrrid F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f x f f
110 109 expr F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f x f f
111 89 110 mtod F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f ¬ x f
112 85 111 jca F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f F f ¬ x f
113 112 exp31 F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f F f ¬ x f
114 113 reximdvai F Fil X ¬ x F x X f UFil X X filGen fi F X x f f UFil X F f ¬ x f
115 72 114 syl5 F Fil X ¬ x F x X X filGen fi F X x Fil X f UFil X F f ¬ x f
116 71 115 mpd F Fil X ¬ x F x X f UFil X F f ¬ x f
117 116 3expia F Fil X ¬ x F x X f UFil X F f ¬ x f
118 filssufil F Fil X f UFil X F f
119 filelss f Fil X x f x X
120 119 ex f Fil X x f x X
121 86 120 syl f UFil X x f x X
122 121 con3d f UFil X ¬ x X ¬ x f
123 122 impcom ¬ x X f UFil X ¬ x f
124 123 a1d ¬ x X f UFil X F f ¬ x f
125 124 ancld ¬ x X f UFil X F f F f ¬ x f
126 125 reximdva ¬ x X f UFil X F f f UFil X F f ¬ x f
127 118 126 syl5com F Fil X ¬ x X f UFil X F f ¬ x f
128 127 adantr F Fil X ¬ x F ¬ x X f UFil X F f ¬ x f
129 117 128 pm2.61d F Fil X ¬ x F f UFil X F f ¬ x f
130 129 ex F Fil X ¬ x F f UFil X F f ¬ x f
131 rexanali f UFil X F f ¬ x f ¬ f UFil X F f x f
132 130 131 syl6ib F Fil X ¬ x F ¬ f UFil X F f x f
133 132 con4d F Fil X f UFil X F f x f x F
134 2 133 syl5bi F Fil X x f UFil X | F f x F
135 134 ssrdv F Fil X f UFil X | F f F
136 ssintub F f UFil X | F f
137 136 a1i F Fil X F f UFil X | F f
138 135 137 eqssd F Fil X f UFil X | F f = F