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Theorem fmfnfmlem2

Description: Lemma for fmfnfm . (Contributed by Jeff Hankins, 19-Nov-2009) (Revised by Stefan O'Rear, 8-Aug-2015)

Ref Expression
Hypotheses fmfnfm.b ⊢ φ → B ∈ fBas ⁡ Y
fmfnfm.l ⊢ φ → L ∈ Fil ⁡ X
fmfnfm.f ⊢ φ → F : Y ⟶ X
fmfnfm.fm ⊢ φ → X FilMap F ⁡ B ⊆ L
Assertion fmfnfmlem2 ⊢ φ → ∃ x ∈ L s = F -1 x → F s ⊆ t → t ⊆ X → t ∈ L

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fmfnfm.b ⊢ φ → B ∈ fBas ⁡ Y
2 fmfnfm.l ⊢ φ → L ∈ Fil ⁡ X
3 fmfnfm.f ⊢ φ → F : Y ⟶ X
4 fmfnfm.fm ⊢ φ → X FilMap F ⁡ B ⊆ L
5 2 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ t ⊆ X → L ∈ Fil ⁡ X
6 simplr ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ t ⊆ X → x ∈ L
7 ffn ⊢ F : Y ⟶ X → F Fn Y
8 dffn4 ⊢ F Fn Y ↔ F : Y ⟶ onto ran ⁡ F
9 7 8 sylib ⊢ F : Y ⟶ X → F : Y ⟶ onto ran ⁡ F
10 foima ⊢ F : Y ⟶ onto ran ⁡ F → F Y = ran ⁡ F
11 3 9 10 3syl ⊢ φ → F Y = ran ⁡ F
12 filtop ⊢ L ∈ Fil ⁡ X → X ∈ L
13 2 12 syl ⊢ φ → X ∈ L
14 fgcl ⊢ B ∈ fBas ⁡ Y → Y filGen B ∈ Fil ⁡ Y
15 filtop ⊢ Y filGen B ∈ Fil ⁡ Y → Y ∈ Y filGen B
16 1 14 15 3syl ⊢ φ → Y ∈ Y filGen B
17 eqid ⊢ Y filGen B = Y filGen B
18 17 imaelfm ⊢ X ∈ L ∧ B ∈ fBas ⁡ Y ∧ F : Y ⟶ X ∧ Y ∈ Y filGen B → F Y ∈ X FilMap F ⁡ B
19 13 1 3 16 18 syl31anc ⊢ φ → F Y ∈ X FilMap F ⁡ B
20 11 19 eqeltrrd ⊢ φ → ran ⁡ F ∈ X FilMap F ⁡ B
21 4 20 sseldd ⊢ φ → ran ⁡ F ∈ L
22 21 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ t ⊆ X → ran ⁡ F ∈ L
23 filin ⊢ L ∈ Fil ⁡ X ∧ x ∈ L ∧ ran ⁡ F ∈ L → x ∩ ran ⁡ F ∈ L
24 5 6 22 23 syl3anc ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ t ⊆ X → x ∩ ran ⁡ F ∈ L
25 simprr ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ t ⊆ X → t ⊆ X
26 elin ⊢ y ∈ x ∩ ran ⁡ F ↔ y ∈ x ∧ y ∈ ran ⁡ F
27 fvelrnb ⊢ F Fn Y → y ∈ ran ⁡ F ↔ ∃ z ∈ Y F ⁡ z = y
28 3 7 27 3syl ⊢ φ → y ∈ ran ⁡ F ↔ ∃ z ∈ Y F ⁡ z = y
29 28 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t → y ∈ ran ⁡ F ↔ ∃ z ∈ Y F ⁡ z = y
30 3 ffund ⊢ φ → Fun ⁡ F
31 30 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ z ∈ Y → Fun ⁡ F
32 simprr ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ z ∈ Y → z ∈ Y
33 3 fdmd ⊢ φ → dom ⁡ F = Y
34 33 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ z ∈ Y → dom ⁡ F = Y
35 32 34 eleqtrrd ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ z ∈ Y → z ∈ dom ⁡ F
36 fvimacnv ⊢ Fun ⁡ F ∧ z ∈ dom ⁡ F → F ⁡ z ∈ x ↔ z ∈ F -1 x
37 31 35 36 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ z ∈ Y → F ⁡ z ∈ x ↔ z ∈ F -1 x
38 cnvimass ⊢ F -1 x ⊆ dom ⁡ F
39 funfvima2 ⊢ Fun ⁡ F ∧ F -1 x ⊆ dom ⁡ F → z ∈ F -1 x → F ⁡ z ∈ F F -1 x
40 31 38 39 sylancl ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ z ∈ Y → z ∈ F -1 x → F ⁡ z ∈ F F -1 x
41 ssel ⊢ F F -1 x ⊆ t → F ⁡ z ∈ F F -1 x → F ⁡ z ∈ t
42 41 ad2antrl ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ z ∈ Y → F ⁡ z ∈ F F -1 x → F ⁡ z ∈ t
43 40 42 syld ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ z ∈ Y → z ∈ F -1 x → F ⁡ z ∈ t
44 37 43 sylbid ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ z ∈ Y → F ⁡ z ∈ x → F ⁡ z ∈ t
45 eleq1 ⊢ F ⁡ z = y → F ⁡ z ∈ x ↔ y ∈ x
46 eleq1 ⊢ F ⁡ z = y → F ⁡ z ∈ t ↔ y ∈ t
47 45 46 imbi12d ⊢ F ⁡ z = y → F ⁡ z ∈ x → F ⁡ z ∈ t ↔ y ∈ x → y ∈ t
48 44 47 syl5ibcom ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ z ∈ Y → F ⁡ z = y → y ∈ x → y ∈ t
49 48 expr ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t → z ∈ Y → F ⁡ z = y → y ∈ x → y ∈ t
50 49 rexlimdv ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t → ∃ z ∈ Y F ⁡ z = y → y ∈ x → y ∈ t
51 29 50 sylbid ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t → y ∈ ran ⁡ F → y ∈ x → y ∈ t
52 51 impcomd ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t → y ∈ x ∧ y ∈ ran ⁡ F → y ∈ t
53 52 adantrr ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ t ⊆ X → y ∈ x ∧ y ∈ ran ⁡ F → y ∈ t
54 26 53 biimtrid ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ t ⊆ X → y ∈ x ∩ ran ⁡ F → y ∈ t
55 54 ssrdv ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ t ⊆ X → x ∩ ran ⁡ F ⊆ t
56 filss ⊢ L ∈ Fil ⁡ X ∧ x ∩ ran ⁡ F ∈ L ∧ t ⊆ X ∧ x ∩ ran ⁡ F ⊆ t → t ∈ L
57 5 24 25 55 56 syl13anc ⊢ φ ∧ x ∈ L ∧ F F -1 x ⊆ t ∧ t ⊆ X → t ∈ L
58 57 exp32 ⊢ φ ∧ x ∈ L → F F -1 x ⊆ t → t ⊆ X → t ∈ L
59 imaeq2 ⊢ s = F -1 x → F s = F F -1 x
60 59 sseq1d ⊢ s = F -1 x → F s ⊆ t ↔ F F -1 x ⊆ t
61 60 imbi1d ⊢ s = F -1 x → F s ⊆ t → t ⊆ X → t ∈ L ↔ F F -1 x ⊆ t → t ⊆ X → t ∈ L
62 58 61 syl5ibrcom ⊢ φ ∧ x ∈ L → s = F -1 x → F s ⊆ t → t ⊆ X → t ∈ L
63 62 rexlimdva ⊢ φ → ∃ x ∈ L s = F -1 x → F s ⊆ t → t ⊆ X → t ∈ L