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Theorem hausflim

Description: A condition for a topology to be Hausdorff in terms of filters. A topology is Hausdorff iff every filter has at most one limit point. (Contributed by Jeff Hankins, 5-Sep-2009) (Revised by Stefan O'Rear, 6-Aug-2015)

Ref Expression
Hypothesis flimcf.1 ⊢ X = ⋃ J
Assertion hausflim ⊢ J ∈ Haus ↔ J ∈ Top ∧ ∀ f ∈ Fil ⁡ X ∃* x x ∈ J fLim f

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 flimcf.1 ⊢ X = ⋃ J
2 haustop ⊢ J ∈ Haus → J ∈ Top
3 hausflimi ⊢ J ∈ Haus → ∃* x x ∈ J fLim f
4 3 ralrimivw ⊢ J ∈ Haus → ∀ f ∈ Fil ⁡ X ∃* x x ∈ J fLim f
5 2 4 jca ⊢ J ∈ Haus → J ∈ Top ∧ ∀ f ∈ Fil ⁡ X ∃* x x ∈ J fLim f
6 1 toptopon ⊢ J ∈ Top ↔ J ∈ TopOn ⁡ X
7 6 birani ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → J ∈ TopOn ⁡ X
8 simprll ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → z ∈ X
9 8 snssd ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → z ⊆ X
10 8 snn0d ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → z ≠ ∅
11 neifil ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ z ⊆ X ∧ z ≠ ∅ → nei ⁡ J ⁡ z ∈ Fil ⁡ X
12 7 9 10 11 syl3anc ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → nei ⁡ J ⁡ z ∈ Fil ⁡ X
13 filfbas ⊢ nei ⁡ J ⁡ z ∈ Fil ⁡ X → nei ⁡ J ⁡ z ∈ fBas ⁡ X
14 12 13 syl ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → nei ⁡ J ⁡ z ∈ fBas ⁡ X
15 simprlr ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → w ∈ X
16 15 snssd ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → w ⊆ X
17 15 snn0d ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → w ≠ ∅
18 neifil ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ w ⊆ X ∧ w ≠ ∅ → nei ⁡ J ⁡ w ∈ Fil ⁡ X
19 7 16 17 18 syl3anc ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → nei ⁡ J ⁡ w ∈ Fil ⁡ X
20 filfbas ⊢ nei ⁡ J ⁡ w ∈ Fil ⁡ X → nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X
21 19 20 syl ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X
22 fbunfip ⊢ nei ⁡ J ⁡ z ∈ fBas ⁡ X ∧ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → ¬ ∅ ∈ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ↔ ∀ u ∈ nei ⁡ J ⁡ z ∀ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v ≠ ∅
23 14 21 22 syl2anc ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → ¬ ∅ ∈ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ↔ ∀ u ∈ nei ⁡ J ⁡ z ∀ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v ≠ ∅
24 1 neisspw ⊢ J ∈ Top → nei ⁡ J ⁡ z ⊆ 𝒫 X
25 1 neisspw ⊢ J ∈ Top → nei ⁡ J ⁡ w ⊆ 𝒫 X
26 24 25 unssd ⊢ J ∈ Top → nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ⊆ 𝒫 X
27 26 adantr ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ⊆ 𝒫 X
28 27 a1d ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → ¬ ∅ ∈ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w → nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ⊆ 𝒫 X
29 ssun1 ⊢ nei ⁡ J ⁡ z ⊆ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
30 filn0 ⊢ nei ⁡ J ⁡ z ∈ Fil ⁡ X → nei ⁡ J ⁡ z ≠ ∅
31 12 30 syl ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → nei ⁡ J ⁡ z ≠ ∅
32 ssn0 ⊢ nei ⁡ J ⁡ z ⊆ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∧ nei ⁡ J ⁡ z ≠ ∅ → nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ≠ ∅
33 29 31 32 sylancr ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ≠ ∅
34 33 a1d ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → ¬ ∅ ∈ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w → nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ≠ ∅
35 idd ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → ¬ ∅ ∈ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w → ¬ ∅ ∈ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
36 28 34 35 3jcad ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → ¬ ∅ ∈ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w → nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ⊆ 𝒫 X ∧ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ≠ ∅ ∧ ¬ ∅ ∈ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
37 1 topopn ⊢ J ∈ Top → X ∈ J
38 37 adantr ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → X ∈ J
39 fsubbas ⊢ X ∈ J → fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X ↔ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ⊆ 𝒫 X ∧ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ≠ ∅ ∧ ¬ ∅ ∈ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
40 38 39 syl ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X ↔ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ⊆ 𝒫 X ∧ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ≠ ∅ ∧ ¬ ∅ ∈ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
41 fgcl ⊢ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ Fil ⁡ X
42 41 adantl ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ Fil ⁡ X
43 simplrr ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → z ≠ w
44 8 adantr ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → z ∈ X
45 15 adantr ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → w ∈ X
46 fvex ⊢ nei ⁡ J ⁡ z ∈ V
47 fvex ⊢ nei ⁡ J ⁡ w ∈ V
48 46 47 unex ⊢ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ V
49 ssfii ⊢ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ V → nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ⊆ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
50 48 49 ax-mp ⊢ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ⊆ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
51 ssfg ⊢ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ⊆ X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
52 51 adantl ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ⊆ X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
53 50 52 sstrid ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ⊆ X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
54 29 53 sstrid ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → nei ⁡ J ⁡ z ⊆ X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
55 7 adantr ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → J ∈ TopOn ⁡ X
56 elflim ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ Fil ⁡ X → z ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ↔ z ∈ X ∧ nei ⁡ J ⁡ z ⊆ X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
57 55 42 56 syl2anc ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → z ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ↔ z ∈ X ∧ nei ⁡ J ⁡ z ⊆ X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
58 44 54 57 mpbir2and ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → z ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
59 53 unssbd ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → nei ⁡ J ⁡ w ⊆ X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
60 elflim ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X ∧ X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ Fil ⁡ X → w ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ↔ w ∈ X ∧ nei ⁡ J ⁡ w ⊆ X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
61 55 42 60 syl2anc ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → w ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ↔ w ∈ X ∧ nei ⁡ J ⁡ w ⊆ X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
62 45 59 61 mpbir2and ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → w ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
63 eleq1w ⊢ x = z → x ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ↔ z ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
64 eleq1w ⊢ x = w → x ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ↔ w ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
65 63 64 moi ⊢ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ ∃* x x ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∧ z ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∧ w ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w → z = w
66 65 3com23 ⊢ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∧ w ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∧ ∃* x x ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w → z = w
67 66 3expia ⊢ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∧ w ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w → ∃* x x ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w → z = w
68 44 45 58 62 67 syl22anc ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → ∃* x x ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w → z = w
69 68 necon3ad ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → z ≠ w → ¬ ∃* x x ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
70 43 69 mpd ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → ¬ ∃* x x ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
71 oveq2 ⊢ f = X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w → J fLim f = J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
72 71 eleq2d ⊢ f = X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w → x ∈ J fLim f ↔ x ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
73 72 mobidv ⊢ f = X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w → ∃* x x ∈ J fLim f ↔ ∃* x x ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
74 73 notbid ⊢ f = X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w → ¬ ∃* x x ∈ J fLim f ↔ ¬ ∃* x x ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w
75 74 rspcev ⊢ X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ Fil ⁡ X ∧ ¬ ∃* x x ∈ J fLim X filGen fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w → ∃ f ∈ Fil ⁡ X ¬ ∃* x x ∈ J fLim f
76 42 70 75 syl2anc ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → ∃ f ∈ Fil ⁡ X ¬ ∃* x x ∈ J fLim f
77 76 ex ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ∈ fBas ⁡ X → ∃ f ∈ Fil ⁡ X ¬ ∃* x x ∈ J fLim f
78 40 77 sylbird ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ⊆ 𝒫 X ∧ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w ≠ ∅ ∧ ¬ ∅ ∈ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w → ∃ f ∈ Fil ⁡ X ¬ ∃* x x ∈ J fLim f
79 36 78 syld ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → ¬ ∅ ∈ fi ⁡ nei ⁡ J ⁡ z ∪ nei ⁡ J ⁡ w → ∃ f ∈ Fil ⁡ X ¬ ∃* x x ∈ J fLim f
80 23 79 sylbird ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → ∀ u ∈ nei ⁡ J ⁡ z ∀ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v ≠ ∅ → ∃ f ∈ Fil ⁡ X ¬ ∃* x x ∈ J fLim f
81 df-ne ⊢ u ∩ v ≠ ∅ ↔ ¬ u ∩ v = ∅
82 81 ralbii ⊢ ∀ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v ≠ ∅ ↔ ∀ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w ¬ u ∩ v = ∅
83 ralnex ⊢ ∀ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w ¬ u ∩ v = ∅ ↔ ¬ ∃ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v = ∅
84 82 83 bitri ⊢ ∀ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v ≠ ∅ ↔ ¬ ∃ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v = ∅
85 84 ralbii ⊢ ∀ u ∈ nei ⁡ J ⁡ z ∀ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v ≠ ∅ ↔ ∀ u ∈ nei ⁡ J ⁡ z ¬ ∃ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v = ∅
86 ralnex ⊢ ∀ u ∈ nei ⁡ J ⁡ z ¬ ∃ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v = ∅ ↔ ¬ ∃ u ∈ nei ⁡ J ⁡ z ∃ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v = ∅
87 85 86 bitri ⊢ ∀ u ∈ nei ⁡ J ⁡ z ∀ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v ≠ ∅ ↔ ¬ ∃ u ∈ nei ⁡ J ⁡ z ∃ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v = ∅
88 rexnal ⊢ ∃ f ∈ Fil ⁡ X ¬ ∃* x x ∈ J fLim f ↔ ¬ ∀ f ∈ Fil ⁡ X ∃* x x ∈ J fLim f
89 80 87 88 3imtr3g ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → ¬ ∃ u ∈ nei ⁡ J ⁡ z ∃ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v = ∅ → ¬ ∀ f ∈ Fil ⁡ X ∃* x x ∈ J fLim f
90 89 con4d ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → ∀ f ∈ Fil ⁡ X ∃* x x ∈ J fLim f → ∃ u ∈ nei ⁡ J ⁡ z ∃ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v = ∅
91 90 imp ⊢ J ∈ Top ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w ∧ ∀ f ∈ Fil ⁡ X ∃* x x ∈ J fLim f → ∃ u ∈ nei ⁡ J ⁡ z ∃ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v = ∅
92 91 an32s ⊢ J ∈ Top ∧ ∀ f ∈ Fil ⁡ X ∃* x x ∈ J fLim f ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X ∧ z ≠ w → ∃ u ∈ nei ⁡ J ⁡ z ∃ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v = ∅
93 92 expr ⊢ J ∈ Top ∧ ∀ f ∈ Fil ⁡ X ∃* x x ∈ J fLim f ∧ z ∈ X ∧ w ∈ X → z ≠ w → ∃ u ∈ nei ⁡ J ⁡ z ∃ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v = ∅
94 93 ralrimivva ⊢ J ∈ Top ∧ ∀ f ∈ Fil ⁡ X ∃* x x ∈ J fLim f → ∀ z ∈ X ∀ w ∈ X z ≠ w → ∃ u ∈ nei ⁡ J ⁡ z ∃ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v = ∅
95 6 birani ⊢ J ∈ Top ∧ ∀ f ∈ Fil ⁡ X ∃* x x ∈ J fLim f → J ∈ TopOn ⁡ X
96 hausnei2 ⊢ J ∈ TopOn ⁡ X → J ∈ Haus ↔ ∀ z ∈ X ∀ w ∈ X z ≠ w → ∃ u ∈ nei ⁡ J ⁡ z ∃ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v = ∅
97 95 96 syl ⊢ J ∈ Top ∧ ∀ f ∈ Fil ⁡ X ∃* x x ∈ J fLim f → J ∈ Haus ↔ ∀ z ∈ X ∀ w ∈ X z ≠ w → ∃ u ∈ nei ⁡ J ⁡ z ∃ v ∈ nei ⁡ J ⁡ w u ∩ v = ∅
98 94 97 mpbird ⊢ J ∈ Top ∧ ∀ f ∈ Fil ⁡ X ∃* x x ∈ J fLim f → J ∈ Haus
99 5 98 impbii ⊢ J ∈ Haus ↔ J ∈ Top ∧ ∀ f ∈ Fil ⁡ X ∃* x x ∈ J fLim f