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Theorem flimsncls

Description: If A is a limit point of the filter F , then all the points which specialize A (in the specialization preorder) are also limit points. Thus, the set of limit points is a union of closed sets (although this is only nontrivial for non-T1 spaces). (Contributed by Mario Carneiro, 20-Sep-2015)

Ref Expression
Assertion flimsncls ⊢ A ∈ J fLim F → cls ⁡ J ⁡ A ⊆ J fLim F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 flimtop ⊢ A ∈ J fLim F → J ∈ Top
2 eqid ⊢ ⋃ J = ⋃ J
3 2 flimelbas ⊢ A ∈ J fLim F → A ∈ ⋃ J
4 3 snssd ⊢ A ∈ J fLim F → A ⊆ ⋃ J
5 2 clsss3 ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ ⋃ J → cls ⁡ J ⁡ A ⊆ ⋃ J
6 1 4 5 syl2anc ⊢ A ∈ J fLim F → cls ⁡ J ⁡ A ⊆ ⋃ J
7 6 sselda ⊢ A ∈ J fLim F ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A → x ∈ ⋃ J
8 simpll ⊢ A ∈ J fLim F ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A ∧ y ∈ J ∧ x ∈ y → A ∈ J fLim F
9 8 1 syl ⊢ A ∈ J fLim F ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A ∧ y ∈ J ∧ x ∈ y → J ∈ Top
10 simprl ⊢ A ∈ J fLim F ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A ∧ y ∈ J ∧ x ∈ y → y ∈ J
11 1 adantr ⊢ A ∈ J fLim F ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A → J ∈ Top
12 4 adantr ⊢ A ∈ J fLim F ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A → A ⊆ ⋃ J
13 simpr ⊢ A ∈ J fLim F ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A → x ∈ cls ⁡ J ⁡ A
14 11 12 13 3jca ⊢ A ∈ J fLim F ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A → J ∈ Top ∧ A ⊆ ⋃ J ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A
15 2 clsndisj ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ ⋃ J ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A ∧ y ∈ J ∧ x ∈ y → y ∩ A ≠ ∅
16 disjsn ⊢ y ∩ A = ∅ ↔ ¬ A ∈ y
17 16 necon2abii ⊢ A ∈ y ↔ y ∩ A ≠ ∅
18 15 17 sylibr ⊢ J ∈ Top ∧ A ⊆ ⋃ J ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A ∧ y ∈ J ∧ x ∈ y → A ∈ y
19 14 18 sylan ⊢ A ∈ J fLim F ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A ∧ y ∈ J ∧ x ∈ y → A ∈ y
20 opnneip ⊢ J ∈ Top ∧ y ∈ J ∧ A ∈ y → y ∈ nei ⁡ J ⁡ A
21 9 10 19 20 syl3anc ⊢ A ∈ J fLim F ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A ∧ y ∈ J ∧ x ∈ y → y ∈ nei ⁡ J ⁡ A
22 flimnei ⊢ A ∈ J fLim F ∧ y ∈ nei ⁡ J ⁡ A → y ∈ F
23 8 21 22 syl2anc ⊢ A ∈ J fLim F ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A ∧ y ∈ J ∧ x ∈ y → y ∈ F
24 23 expr ⊢ A ∈ J fLim F ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A ∧ y ∈ J → x ∈ y → y ∈ F
25 24 ralrimiva ⊢ A ∈ J fLim F ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A → ∀ y ∈ J x ∈ y → y ∈ F
26 toptopon2 ⊢ J ∈ Top ↔ J ∈ TopOn ⁡ ⋃ J
27 11 26 sylib ⊢ A ∈ J fLim F ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A → J ∈ TopOn ⁡ ⋃ J
28 2 flimfil ⊢ A ∈ J fLim F → F ∈ Fil ⁡ ⋃ J
29 28 adantr ⊢ A ∈ J fLim F ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A → F ∈ Fil ⁡ ⋃ J
30 flimopn ⊢ J ∈ TopOn ⁡ ⋃ J ∧ F ∈ Fil ⁡ ⋃ J → x ∈ J fLim F ↔ x ∈ ⋃ J ∧ ∀ y ∈ J x ∈ y → y ∈ F
31 27 29 30 syl2anc ⊢ A ∈ J fLim F ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A → x ∈ J fLim F ↔ x ∈ ⋃ J ∧ ∀ y ∈ J x ∈ y → y ∈ F
32 7 25 31 mpbir2and ⊢ A ∈ J fLim F ∧ x ∈ cls ⁡ J ⁡ A → x ∈ J fLim F
33 32 ex ⊢ A ∈ J fLim F → x ∈ cls ⁡ J ⁡ A → x ∈ J fLim F
34 33 ssrdv ⊢ A ∈ J fLim F → cls ⁡ J ⁡ A ⊆ J fLim F