Metamath Proof Explorer


Theorem isufil2

Description: The maximal property of an ultrafilter. (Contributed by Jeff Hankins, 30-Nov-2009) (Revised by Stefan O'Rear, 2-Aug-2015)

Ref Expression
Assertion isufil2 F UFil X F Fil X f Fil X F f F = f

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ufilfil F UFil X F Fil X
2 ufilmax F UFil X f Fil X F f F = f
3 2 3expia F UFil X f Fil X F f F = f
4 3 ralrimiva F UFil X f Fil X F f F = f
5 1 4 jca F UFil X F Fil X f Fil X F f F = f
6 simpl F Fil X f Fil X F f F = f F Fil X
7 velpw x 𝒫 X x X
8 simpll F Fil X x X y F y x F Fil X
9 vsnex x V
10 unexg F Fil X x V F x V
11 8 9 10 sylancl F Fil X x X y F y x F x V
12 ssfii F x V F x fi F x
13 11 12 syl F Fil X x X y F y x F x fi F x
14 filsspw F Fil X F 𝒫 X
15 14 ad2antrr F Fil X x X y F y x F 𝒫 X
16 7 biimpri x X x 𝒫 X
17 16 ad2antlr F Fil X x X y F y x x 𝒫 X
18 17 snssd F Fil X x X y F y x x 𝒫 X
19 15 18 unssd F Fil X x X y F y x F x 𝒫 X
20 ssun2 x F x
21 vex x V
22 21 snnz x
23 ssn0 x F x x F x
24 20 22 23 mp2an F x
25 24 a1i F Fil X x X y F y x F x
26 ineq2 f = x y f = y x
27 26 neeq1d f = x y f y x
28 21 27 ralsn f x y f y x
29 28 ralbii y F f x y f y F y x
30 29 bilanri F Fil X x X y F y x y F f x y f
31 filfbas F Fil X F fBas X
32 31 ad2antrr F Fil X x X y F y x F fBas X
33 simplr F Fil X x X y F y x x X
34 inss2 X x x
35 filtop F Fil X X F
36 35 adantr F Fil X x X X F
37 ineq1 y = X y x = X x
38 37 neeq1d y = X y x X x
39 38 rspcva X F y F y x X x
40 36 39 sylan F Fil X x X y F y x X x
41 ssn0 X x x X x x
42 34 40 41 sylancr F Fil X x X y F y x x
43 35 ad2antrr F Fil X x X y F y x X F
44 snfbas x X x X F x fBas X
45 33 42 43 44 syl3anc F Fil X x X y F y x x fBas X
46 fbunfip F fBas X x fBas X ¬ fi F x y F f x y f
47 32 45 46 syl2anc F Fil X x X y F y x ¬ fi F x y F f x y f
48 30 47 mpbird F Fil X x X y F y x ¬ fi F x
49 fsubbas X F fi F x fBas X F x 𝒫 X F x ¬ fi F x
50 43 49 syl F Fil X x X y F y x fi F x fBas X F x 𝒫 X F x ¬ fi F x
51 19 25 48 50 mpbir3and F Fil X x X y F y x fi F x fBas X
52 ssfg fi F x fBas X fi F x X filGen fi F x
53 51 52 syl F Fil X x X y F y x fi F x X filGen fi F x
54 13 53 sstrd F Fil X x X y F y x F x X filGen fi F x
55 54 unssad F Fil X x X y F y x F X filGen fi F x
56 fgcl fi F x fBas X X filGen fi F x Fil X
57 sseq2 f = X filGen fi F x F f F X filGen fi F x
58 eqeq2 f = X filGen fi F x F = f F = X filGen fi F x
59 57 58 imbi12d f = X filGen fi F x F f F = f F X filGen fi F x F = X filGen fi F x
60 59 rspcv X filGen fi F x Fil X f Fil X F f F = f F X filGen fi F x F = X filGen fi F x
61 51 56 60 3syl F Fil X x X y F y x f Fil X F f F = f F X filGen fi F x F = X filGen fi F x
62 55 61 mpid F Fil X x X y F y x f Fil X F f F = f F = X filGen fi F x
63 vsnid x x
64 20 63 sselii x F x
65 64 a1i F Fil X x X y F y x x F x
66 54 65 sseldd F Fil X x X y F y x x X filGen fi F x
67 eleq2 F = X filGen fi F x x F x X filGen fi F x
68 66 67 syl5ibrcom F Fil X x X y F y x F = X filGen fi F x x F
69 62 68 syld F Fil X x X y F y x f Fil X F f F = f x F
70 69 impancom F Fil X x X f Fil X F f F = f y F y x x F
71 70 an32s F Fil X f Fil X F f F = f x X y F y x x F
72 71 con3d F Fil X f Fil X F f F = f x X ¬ x F ¬ y F y x
73 rexnal y F ¬ y x ¬ y F y x
74 nne ¬ y x y x =
75 filelss F Fil X y F y X
76 reldisj y X y x = y X x
77 75 76 syl F Fil X y F y x = y X x
78 difss X x X
79 filss F Fil X y F X x X y X x X x F
80 79 3exp2 F Fil X y F X x X y X x X x F
81 78 80 mpii F Fil X y F y X x X x F
82 81 imp F Fil X y F y X x X x F
83 77 82 sylbid F Fil X y F y x = X x F
84 74 83 biimtrid F Fil X y F ¬ y x X x F
85 84 rexlimdva F Fil X y F ¬ y x X x F
86 73 85 biimtrrid F Fil X ¬ y F y x X x F
87 86 ad2antrr F Fil X f Fil X F f F = f x X ¬ y F y x X x F
88 72 87 syld F Fil X f Fil X F f F = f x X ¬ x F X x F
89 88 orrd F Fil X f Fil X F f F = f x X x F X x F
90 7 89 sylan2b F Fil X f Fil X F f F = f x 𝒫 X x F X x F
91 90 ralrimiva F Fil X f Fil X F f F = f x 𝒫 X x F X x F
92 isufil F UFil X F Fil X x 𝒫 X x F X x F
93 6 91 92 sylanbrc F Fil X f Fil X F f F = f F UFil X
94 5 93 impbii F UFil X F Fil X f Fil X F f F = f