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Theorem fclscf

Description: Characterization of fineness of topologies in terms of cluster points. (Contributed by Jeff Hankins, 12-Nov-2009) (Revised by Stefan O'Rear, 8-Aug-2015)

Ref Expression
Assertion fclscf ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) → ( 𝐽𝐾 ↔ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simpll ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( 𝐽𝐾𝑥 ∈ ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ) ) → 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
2 simplr ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( 𝐽𝐾𝑥 ∈ ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ) ) → 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
3 fclstopon ( 𝑥 ∈ ( 𝐾 fClus 𝑓 ) → ( 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ↔ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) )
4 3 ad2antll ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( 𝐽𝐾𝑥 ∈ ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ) ) → ( 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ↔ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) )
5 2 4 mpbid ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( 𝐽𝐾𝑥 ∈ ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ) ) → 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) )
6 simprl ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( 𝐽𝐾𝑥 ∈ ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ) ) → 𝐽𝐾 )
7 fclsss1 ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) → ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) )
8 1 5 6 7 syl3anc ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( 𝐽𝐾𝑥 ∈ ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ) ) → ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) )
9 simprr ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( 𝐽𝐾𝑥 ∈ ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ) ) → 𝑥 ∈ ( 𝐾 fClus 𝑓 ) )
10 8 9 sseldd ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( 𝐽𝐾𝑥 ∈ ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ) ) → 𝑥 ∈ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) )
11 10 expr ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝐽𝐾 ) → ( 𝑥 ∈ ( 𝐾 fClus 𝑓 ) → 𝑥 ∈ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) )
12 11 ssrdv ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝐽𝐾 ) → ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) )
13 12 ralrimivw ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ 𝐽𝐾 ) → ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) )
14 simpllr ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ 𝑥𝐽 ) → 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
15 toponmax ( 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) → 𝑋𝐾 )
16 ssid 𝑋𝑋
17 eleq2 ( 𝑢 = 𝑋 → ( 𝑦𝑢𝑦𝑋 ) )
18 sseq1 ( 𝑢 = 𝑋 → ( 𝑢𝑋𝑋𝑋 ) )
19 17 18 anbi12d ( 𝑢 = 𝑋 → ( ( 𝑦𝑢𝑢𝑋 ) ↔ ( 𝑦𝑋𝑋𝑋 ) ) )
20 19 rspcev ( ( 𝑋𝐾 ∧ ( 𝑦𝑋𝑋𝑋 ) ) → ∃ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑋 ) )
21 16 20 mpanr2 ( ( 𝑋𝐾𝑦𝑋 ) → ∃ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑋 ) )
22 21 ex ( 𝑋𝐾 → ( 𝑦𝑋 → ∃ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑋 ) ) )
23 14 15 22 3syl ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ 𝑥𝐽 ) → ( 𝑦𝑋 → ∃ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑋 ) ) )
24 eleq2 ( 𝑥 = 𝑋 → ( 𝑦𝑥𝑦𝑋 ) )
25 sseq2 ( 𝑥 = 𝑋 → ( 𝑢𝑥𝑢𝑋 ) )
26 25 anbi2d ( 𝑥 = 𝑋 → ( ( 𝑦𝑢𝑢𝑥 ) ↔ ( 𝑦𝑢𝑢𝑋 ) ) )
27 26 rexbidv ( 𝑥 = 𝑋 → ( ∃ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑥 ) ↔ ∃ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑋 ) ) )
28 24 27 imbi12d ( 𝑥 = 𝑋 → ( ( 𝑦𝑥 → ∃ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑥 ) ) ↔ ( 𝑦𝑋 → ∃ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑋 ) ) ) )
29 23 28 syl5ibrcom ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ 𝑥𝐽 ) → ( 𝑥 = 𝑋 → ( 𝑦𝑥 → ∃ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑥 ) ) ) )
30 simplll ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
31 simprl ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → 𝑥𝐽 )
32 simprrr ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → 𝑦𝑥 )
33 supnfcls ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑥𝐽𝑦𝑥 ) → ¬ 𝑦 ∈ ( 𝐽 fClus { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ) )
34 30 31 32 33 syl3anc ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → ¬ 𝑦 ∈ ( 𝐽 fClus { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ) )
35 toponss ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑥𝐽 ) → 𝑥𝑋 )
36 30 31 35 syl2anc ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → 𝑥𝑋 )
37 36 32 sseldd ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → 𝑦𝑋 )
38 simpllr ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
39 toponmax ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) → 𝑋𝐽 )
40 30 39 syl ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → 𝑋𝐽 )
41 difssd ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑋 )
42 simprrl ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → 𝑥𝑋 )
43 pssdifn0 ( ( 𝑥𝑋𝑥𝑋 ) → ( 𝑋𝑥 ) ≠ ∅ )
44 36 42 43 syl2anc ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → ( 𝑋𝑥 ) ≠ ∅ )
45 supfil ( ( 𝑋𝐽 ∧ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑋 ∧ ( 𝑋𝑥 ) ≠ ∅ ) → { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) )
46 40 41 44 45 syl3anc ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) )
47 fclsopn ( ( 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ) → ( 𝑦 ∈ ( 𝐾 fClus { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ) ↔ ( 𝑦𝑋 ∧ ∀ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢 → ∀ 𝑛 ∈ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ ) ) ) )
48 38 46 47 syl2anc ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → ( 𝑦 ∈ ( 𝐾 fClus { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ) ↔ ( 𝑦𝑋 ∧ ∀ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢 → ∀ 𝑛 ∈ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ ) ) ) )
49 37 48 mpbirand ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → ( 𝑦 ∈ ( 𝐾 fClus { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ) ↔ ∀ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢 → ∀ 𝑛 ∈ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ ) ) )
50 oveq2 ( 𝑓 = { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } → ( 𝐾 fClus 𝑓 ) = ( 𝐾 fClus { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ) )
51 oveq2 ( 𝑓 = { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } → ( 𝐽 fClus 𝑓 ) = ( 𝐽 fClus { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ) )
52 50 51 sseq12d ( 𝑓 = { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } → ( ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ↔ ( 𝐾 fClus { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ) ⊆ ( 𝐽 fClus { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ) ) )
53 simplr ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) )
54 52 53 46 rspcdva ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → ( 𝐾 fClus { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ) ⊆ ( 𝐽 fClus { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ) )
55 54 sseld ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → ( 𝑦 ∈ ( 𝐾 fClus { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ) → 𝑦 ∈ ( 𝐽 fClus { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ) ) )
56 49 55 sylbird ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → ( ∀ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢 → ∀ 𝑛 ∈ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ ) → 𝑦 ∈ ( 𝐽 fClus { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ) ) )
57 34 56 mtod ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → ¬ ∀ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢 → ∀ 𝑛 ∈ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ ) )
58 rexanali ( ∃ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢 ∧ ¬ ∀ 𝑛 ∈ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ ) ↔ ¬ ∀ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢 → ∀ 𝑛 ∈ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ ) )
59 rexnal ( ∃ 𝑛 ∈ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ¬ ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ ↔ ¬ ∀ 𝑛 ∈ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ )
60 sseq2 ( 𝑦 = 𝑛 → ( ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 ↔ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑛 ) )
61 60 elrab ( 𝑛 ∈ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ↔ ( 𝑛 ∈ 𝒫 𝑋 ∧ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑛 ) )
62 sslin ( ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑛 → ( 𝑢 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) ⊆ ( 𝑢𝑛 ) )
63 61 62 simplbiim ( 𝑛 ∈ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } → ( 𝑢 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) ⊆ ( 𝑢𝑛 ) )
64 ssn0 ( ( ( 𝑢 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) ⊆ ( 𝑢𝑛 ) ∧ ( 𝑢 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) ≠ ∅ ) → ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ )
65 64 ex ( ( 𝑢 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) ⊆ ( 𝑢𝑛 ) → ( ( 𝑢 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) ≠ ∅ → ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ ) )
66 65 necon1bd ( ( 𝑢 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) ⊆ ( 𝑢𝑛 ) → ( ¬ ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ → ( 𝑢 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) = ∅ ) )
67 inssdif0 ( ( 𝑢𝑋 ) ⊆ 𝑥 ↔ ( 𝑢 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) = ∅ )
68 66 67 syl6ibr ( ( 𝑢 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) ⊆ ( 𝑢𝑛 ) → ( ¬ ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ → ( 𝑢𝑋 ) ⊆ 𝑥 ) )
69 toponss ( ( 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑢𝐾 ) → 𝑢𝑋 )
70 38 69 sylan ( ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) ∧ 𝑢𝐾 ) → 𝑢𝑋 )
71 df-ss ( 𝑢𝑋 ↔ ( 𝑢𝑋 ) = 𝑢 )
72 70 71 sylib ( ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) ∧ 𝑢𝐾 ) → ( 𝑢𝑋 ) = 𝑢 )
73 72 sseq1d ( ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) ∧ 𝑢𝐾 ) → ( ( 𝑢𝑋 ) ⊆ 𝑥𝑢𝑥 ) )
74 73 biimpd ( ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) ∧ 𝑢𝐾 ) → ( ( 𝑢𝑋 ) ⊆ 𝑥𝑢𝑥 ) )
75 68 74 syl9r ( ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) ∧ 𝑢𝐾 ) → ( ( 𝑢 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) ⊆ ( 𝑢𝑛 ) → ( ¬ ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ → 𝑢𝑥 ) ) )
76 63 75 syl5 ( ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) ∧ 𝑢𝐾 ) → ( 𝑛 ∈ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } → ( ¬ ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ → 𝑢𝑥 ) ) )
77 76 rexlimdv ( ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) ∧ 𝑢𝐾 ) → ( ∃ 𝑛 ∈ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ¬ ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ → 𝑢𝑥 ) )
78 59 77 syl5bir ( ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) ∧ 𝑢𝐾 ) → ( ¬ ∀ 𝑛 ∈ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ → 𝑢𝑥 ) )
79 78 anim2d ( ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) ∧ 𝑢𝐾 ) → ( ( 𝑦𝑢 ∧ ¬ ∀ 𝑛 ∈ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ ) → ( 𝑦𝑢𝑢𝑥 ) ) )
80 79 reximdva ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → ( ∃ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢 ∧ ¬ ∀ 𝑛 ∈ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ ) → ∃ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑥 ) ) )
81 58 80 syl5bir ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → ( ¬ ∀ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢 → ∀ 𝑛 ∈ { 𝑦 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑦 } ( 𝑢𝑛 ) ≠ ∅ ) → ∃ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑥 ) ) )
82 57 81 mpd ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ ( 𝑥𝐽 ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) ) → ∃ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑥 ) )
83 82 anassrs ( ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ 𝑥𝐽 ) ∧ ( 𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) → ∃ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑥 ) )
84 83 exp32 ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ 𝑥𝐽 ) → ( 𝑥𝑋 → ( 𝑦𝑥 → ∃ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑥 ) ) ) )
85 29 84 pm2.61dne ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ 𝑥𝐽 ) → ( 𝑦𝑥 → ∃ 𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑥 ) ) )
86 85 ralrimiv ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ 𝑥𝐽 ) → ∀ 𝑦𝑥𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑥 ) )
87 topontop ( 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) → 𝐾 ∈ Top )
88 eltop2 ( 𝐾 ∈ Top → ( 𝑥𝐾 ↔ ∀ 𝑦𝑥𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑥 ) ) )
89 14 87 88 3syl ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ 𝑥𝐽 ) → ( 𝑥𝐾 ↔ ∀ 𝑦𝑥𝑢𝐾 ( 𝑦𝑢𝑢𝑥 ) ) )
90 86 89 mpbird ( ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) ∧ 𝑥𝐽 ) → 𝑥𝐾 )
91 90 ex ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) → ( 𝑥𝐽𝑥𝐾 ) )
92 91 ssrdv ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) ∧ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) → 𝐽𝐾 )
93 13 92 impbida ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ) → ( 𝐽𝐾 ↔ ∀ 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ( 𝐾 fClus 𝑓 ) ⊆ ( 𝐽 fClus 𝑓 ) ) )