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Theorem tgss2

Description: A criterion for determining whether one topology is finer than another, based on a comparison of their bases. Lemma 2.2 of Munkres p. 80. (Contributed by NM, 20-Jul-2006) (Proof shortened by Mario Carneiro, 2-Sep-2015)

Ref Expression
Assertion tgss2 ⊢ B ∈ V ∧ ⋃ B = ⋃ C → topGen ⁡ B ⊆ topGen ⁡ C ↔ ∀ x ∈ ⋃ B ∀ y ∈ B x ∈ y → ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simpr ⊢ B ∈ V ∧ ⋃ B = ⋃ C → ⋃ B = ⋃ C
2 uniexg ⊢ B ∈ V → ⋃ B ∈ V
3 2 adantr ⊢ B ∈ V ∧ ⋃ B = ⋃ C → ⋃ B ∈ V
4 1 3 eqeltrrd ⊢ B ∈ V ∧ ⋃ B = ⋃ C → ⋃ C ∈ V
5 uniexb ⊢ C ∈ V ↔ ⋃ C ∈ V
6 4 5 sylibr ⊢ B ∈ V ∧ ⋃ B = ⋃ C → C ∈ V
7 tgss3 ⊢ B ∈ V ∧ C ∈ V → topGen ⁡ B ⊆ topGen ⁡ C ↔ B ⊆ topGen ⁡ C
8 6 7 syldan ⊢ B ∈ V ∧ ⋃ B = ⋃ C → topGen ⁡ B ⊆ topGen ⁡ C ↔ B ⊆ topGen ⁡ C
9 eltg2b ⊢ C ∈ V → y ∈ topGen ⁡ C ↔ ∀ x ∈ y ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y
10 6 9 syl ⊢ B ∈ V ∧ ⋃ B = ⋃ C → y ∈ topGen ⁡ C ↔ ∀ x ∈ y ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y
11 elunii ⊢ x ∈ y ∧ y ∈ B → x ∈ ⋃ B
12 11 ancoms ⊢ y ∈ B ∧ x ∈ y → x ∈ ⋃ B
13 biimt ⊢ x ∈ ⋃ B → ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y ↔ x ∈ ⋃ B → ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y
14 12 13 syl ⊢ y ∈ B ∧ x ∈ y → ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y ↔ x ∈ ⋃ B → ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y
15 14 ralbidva ⊢ y ∈ B → ∀ x ∈ y ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y ↔ ∀ x ∈ y x ∈ ⋃ B → ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y
16 10 15 sylan9bb ⊢ B ∈ V ∧ ⋃ B = ⋃ C ∧ y ∈ B → y ∈ topGen ⁡ C ↔ ∀ x ∈ y x ∈ ⋃ B → ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y
17 ralcom3 ⊢ ∀ x ∈ y x ∈ ⋃ B → ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y ↔ ∀ x ∈ ⋃ B x ∈ y → ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y
18 16 17 bitrdi ⊢ B ∈ V ∧ ⋃ B = ⋃ C ∧ y ∈ B → y ∈ topGen ⁡ C ↔ ∀ x ∈ ⋃ B x ∈ y → ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y
19 18 ralbidva ⊢ B ∈ V ∧ ⋃ B = ⋃ C → ∀ y ∈ B y ∈ topGen ⁡ C ↔ ∀ y ∈ B ∀ x ∈ ⋃ B x ∈ y → ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y
20 dfss3 ⊢ B ⊆ topGen ⁡ C ↔ ∀ y ∈ B y ∈ topGen ⁡ C
21 ralcom ⊢ ∀ x ∈ ⋃ B ∀ y ∈ B x ∈ y → ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y ↔ ∀ y ∈ B ∀ x ∈ ⋃ B x ∈ y → ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y
22 19 20 21 3bitr4g ⊢ B ∈ V ∧ ⋃ B = ⋃ C → B ⊆ topGen ⁡ C ↔ ∀ x ∈ ⋃ B ∀ y ∈ B x ∈ y → ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y
23 8 22 bitrd ⊢ B ∈ V ∧ ⋃ B = ⋃ C → topGen ⁡ B ⊆ topGen ⁡ C ↔ ∀ x ∈ ⋃ B ∀ y ∈ B x ∈ y → ∃ z ∈ C x ∈ z ∧ z ⊆ y