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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 FFilXfUFilX|Ff=F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 vex xV
2 1 elintrab xfUFilX|FffUFilXFfxf
3 filsspw FFilXF𝒫X
4 3 3ad2ant1 FFilX¬xFxXF𝒫X
5 difss XxX
6 filtop FFilXXF
7 6 difexd FFilXXxV
8 7 3ad2ant1 FFilX¬xFxXXxV
9 elpwg XxVXx𝒫XXxX
10 8 9 syl FFilX¬xFxXXx𝒫XXxX
11 5 10 mpbiri FFilX¬xFxXXx𝒫X
12 11 snssd FFilX¬xFxXXx𝒫X
13 4 12 unssd FFilX¬xFxXFXx𝒫X
14 ssun1 FFXx
15 filn0 FFilXF
16 ssn0 FFXxFFXx
17 14 15 16 sylancr FFilXFXx
18 17 3ad2ant1 FFilX¬xFxXFXx
19 elsni zXxz=Xx
20 filelss FFilXyFyX
21 20 3adant3 FFilXyFxXyX
22 reldisj yXyXx=yXXx
23 21 22 syl FFilXyFxXyXx=yXXx
24 dfss4 xXXXx=x
25 24 biimpi xXXXx=x
26 25 sseq2d xXyXXxyx
27 26 3ad2ant3 FFilXyFxXyXXxyx
28 23 27 bitrd FFilXyFxXyXx=yx
29 filss FFilXyFxXyxxF
30 29 3exp2 FFilXyFxXyxxF
31 30 3imp FFilXyFxXyxxF
32 28 31 sylbid FFilXyFxXyXx=xF
33 32 necon3bd FFilXyFxX¬xFyXx
34 33 3exp FFilXyFxX¬xFyXx
35 34 com24 FFilX¬xFxXyFyXx
36 35 3imp1 FFilX¬xFxXyFyXx
37 ineq2 z=Xxyz=yXx
38 37 neeq1d z=XxyzyXx
39 36 38 syl5ibrcom FFilX¬xFxXyFz=Xxyz
40 39 expimpd FFilX¬xFxXyFz=Xxyz
41 19 40 sylan2i FFilX¬xFxXyFzXxyz
42 41 ralrimivv FFilX¬xFxXyFzXxyz
43 filfbas FFilXFfBasX
44 43 3ad2ant1 FFilX¬xFxXFfBasX
45 5 a1i FFilX¬xFxXXxX
46 25 3ad2ant2 FFilXxXXx=XXx=x
47 difeq2 Xx=XXx=X
48 dif0 X=X
49 47 48 eqtrdi Xx=XXx=X
50 49 3ad2ant3 FFilXxXXx=XXx=X
51 46 50 eqtr3d FFilXxXXx=x=X
52 6 3ad2ant1 FFilXxXXx=XF
53 51 52 eqeltrd FFilXxXXx=xF
54 53 3expia FFilXxXXx=xF
55 54 necon3bd FFilXxX¬xFXx
56 55 ex FFilXxX¬xFXx
57 56 com23 FFilX¬xFxXXx
58 57 3imp FFilX¬xFxXXx
59 6 3ad2ant1 FFilX¬xFxXXF
60 snfbas XxXXxXFXxfBasX
61 45 58 59 60 syl3anc FFilX¬xFxXXxfBasX
62 fbunfip FfBasXXxfBasX¬fiFXxyFzXxyz
63 44 61 62 syl2anc FFilX¬xFxX¬fiFXxyFzXxyz
64 42 63 mpbird FFilX¬xFxX¬fiFXx
65 fsubbas XFfiFXxfBasXFXx𝒫XFXx¬fiFXx
66 6 65 syl FFilXfiFXxfBasXFXx𝒫XFXx¬fiFXx
67 66 3ad2ant1 FFilX¬xFxXfiFXxfBasXFXx𝒫XFXx¬fiFXx
68 13 18 64 67 mpbir3and FFilX¬xFxXfiFXxfBasX
69 fgcl fiFXxfBasXXfilGenfiFXxFilX
70 68 69 syl FFilX¬xFxXXfilGenfiFXxFilX
71 filssufil XfilGenfiFXxFilXfUFilXXfilGenfiFXxf
72 snex XxV
73 unexg FFilXXxVFXxV
74 72 73 mpan2 FFilXFXxV
75 ssfii FXxVFXxfiFXx
76 74 75 syl FFilXFXxfiFXx
77 76 3ad2ant1 FFilX¬xFxXFXxfiFXx
78 77 unssad FFilX¬xFxXFfiFXx
79 ssfg fiFXxfBasXfiFXxXfilGenfiFXx
80 68 79 syl FFilX¬xFxXfiFXxXfilGenfiFXx
81 78 80 sstrd FFilX¬xFxXFXfilGenfiFXx
82 81 ad2antrr FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxfFXfilGenfiFXx
83 simpr FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxfXfilGenfiFXxf
84 82 83 sstrd FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxfFf
85 ufilfil fUFilXfFilX
86 0nelfil fFilX¬f
87 85 86 syl fUFilX¬f
88 87 ad2antlr FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxf¬f
89 disjdif xXx=
90 85 ad2antlr FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxfxffFilX
91 simprr FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxfxfxf
92 76 unssbd FFilXXxfiFXx
93 92 3ad2ant1 FFilX¬xFxXXxfiFXx
94 93 adantr FFilX¬xFxXfUFilXXxfiFXx
95 68 adantr FFilX¬xFxXfUFilXfiFXxfBasX
96 95 79 syl FFilX¬xFxXfUFilXfiFXxXfilGenfiFXx
97 94 96 sstrd FFilX¬xFxXfUFilXXxXfilGenfiFXx
98 97 adantr FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxfxfXxXfilGenfiFXx
99 simprl FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxfxfXfilGenfiFXxf
100 98 99 sstrd FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxfxfXxf
101 snidg XxVXxXx
102 7 101 syl FFilXXxXx
103 102 3ad2ant1 FFilX¬xFxXXxXx
104 103 ad2antrr FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxfxfXxXx
105 100 104 sseldd FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxfxfXxf
106 filin fFilXxfXxfxXxf
107 90 91 105 106 syl3anc FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxfxfxXxf
108 89 107 eqeltrrid FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxfxff
109 108 expr FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxfxff
110 88 109 mtod FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxf¬xf
111 84 110 jca FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxfFf¬xf
112 111 exp31 FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxfFf¬xf
113 112 reximdvai FFilX¬xFxXfUFilXXfilGenfiFXxffUFilXFf¬xf
114 71 113 syl5 FFilX¬xFxXXfilGenfiFXxFilXfUFilXFf¬xf
115 70 114 mpd FFilX¬xFxXfUFilXFf¬xf
116 115 3expia FFilX¬xFxXfUFilXFf¬xf
117 filssufil FFilXfUFilXFf
118 filelss fFilXxfxX
119 118 ex fFilXxfxX
120 85 119 syl fUFilXxfxX
121 120 con3d fUFilX¬xX¬xf
122 121 impcom ¬xXfUFilX¬xf
123 122 a1d ¬xXfUFilXFf¬xf
124 123 ancld ¬xXfUFilXFfFf¬xf
125 124 reximdva ¬xXfUFilXFffUFilXFf¬xf
126 117 125 syl5com FFilX¬xXfUFilXFf¬xf
127 126 adantr FFilX¬xF¬xXfUFilXFf¬xf
128 116 127 pm2.61d FFilX¬xFfUFilXFf¬xf
129 128 ex FFilX¬xFfUFilXFf¬xf
130 rexanali fUFilXFf¬xf¬fUFilXFfxf
131 129 130 imbitrdi FFilX¬xF¬fUFilXFfxf
132 131 con4d FFilXfUFilXFfxfxF
133 2 132 biimtrid FFilXxfUFilX|FfxF
134 133 ssrdv FFilXfUFilX|FfF
135 ssintub FfUFilX|Ff
136 135 a1i FFilXFfUFilX|Ff
137 134 136 eqssd FFilXfUFilX|Ff=F