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Theorem hausflimi

Description: One direction of hausflim . A filter in a Hausdorff space has at most one limit. (Contributed by FL, 14-Nov-2010) (Revised by Mario Carneiro, 21-Sep-2015)

Ref Expression
Assertion hausflimi ⊢ J ∈ Haus → ∃* x x ∈ J fLim F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simpl ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F ∧ x ≠ y → J ∈ Haus
2 simprll ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F ∧ x ≠ y → x ∈ J fLim F
3 eqid ⊢ ⋃ J = ⋃ J
4 3 flimelbas ⊢ x ∈ J fLim F → x ∈ ⋃ J
5 2 4 syl ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F ∧ x ≠ y → x ∈ ⋃ J
6 simprlr ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F ∧ x ≠ y → y ∈ J fLim F
7 3 flimelbas ⊢ y ∈ J fLim F → y ∈ ⋃ J
8 6 7 syl ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F ∧ x ≠ y → y ∈ ⋃ J
9 simprr ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F ∧ x ≠ y → x ≠ y
10 3 hausnei ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ ⋃ J ∧ y ∈ ⋃ J ∧ x ≠ y → ∃ u ∈ J ∃ v ∈ J x ∈ u ∧ y ∈ v ∧ u ∩ v = ∅
11 1 5 8 9 10 syl13anc ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F ∧ x ≠ y → ∃ u ∈ J ∃ v ∈ J x ∈ u ∧ y ∈ v ∧ u ∩ v = ∅
12 df-3an ⊢ x ∈ u ∧ y ∈ v ∧ u ∩ v = ∅ ↔ x ∈ u ∧ y ∈ v ∧ u ∩ v = ∅
13 simprl ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F ∧ x ≠ y → x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F
14 hausflimlem ⊢ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F ∧ u ∈ J ∧ v ∈ J ∧ x ∈ u ∧ y ∈ v → u ∩ v ≠ ∅
15 14 3expa ⊢ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F ∧ u ∈ J ∧ v ∈ J ∧ x ∈ u ∧ y ∈ v → u ∩ v ≠ ∅
16 13 15 sylanl1 ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F ∧ x ≠ y ∧ u ∈ J ∧ v ∈ J ∧ x ∈ u ∧ y ∈ v → u ∩ v ≠ ∅
17 16 a1d ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F ∧ x ≠ y ∧ u ∈ J ∧ v ∈ J ∧ x ∈ u ∧ y ∈ v → x ≠ y → u ∩ v ≠ ∅
18 17 necon4d ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F ∧ x ≠ y ∧ u ∈ J ∧ v ∈ J ∧ x ∈ u ∧ y ∈ v → u ∩ v = ∅ → x = y
19 18 expimpd ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F ∧ x ≠ y ∧ u ∈ J ∧ v ∈ J → x ∈ u ∧ y ∈ v ∧ u ∩ v = ∅ → x = y
20 12 19 biimtrid ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F ∧ x ≠ y ∧ u ∈ J ∧ v ∈ J → x ∈ u ∧ y ∈ v ∧ u ∩ v = ∅ → x = y
21 20 rexlimdvva ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F ∧ x ≠ y → ∃ u ∈ J ∃ v ∈ J x ∈ u ∧ y ∈ v ∧ u ∩ v = ∅ → x = y
22 11 21 mpd ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F ∧ x ≠ y → x = y
23 22 expr ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F → x ≠ y → x = y
24 23 necon1bd ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F → ¬ x = y → x = y
25 24 pm2.18d ⊢ J ∈ Haus ∧ x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F → x = y
26 25 ex ⊢ J ∈ Haus → x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F → x = y
27 26 alrimivv ⊢ J ∈ Haus → ∀ x ∀ y x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F → x = y
28 eleq1w ⊢ x = y → x ∈ J fLim F ↔ y ∈ J fLim F
29 28 mo4 ⊢ ∃* x x ∈ J fLim F ↔ ∀ x ∀ y x ∈ J fLim F ∧ y ∈ J fLim F → x = y
30 27 29 sylibr ⊢ J ∈ Haus → ∃* x x ∈ J fLim F