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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 ) ) )