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Theorem kgen2ss

Description: The compact generator preserves the subset (fineness) relationship on topologies. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Mar-2015)

Ref Expression
Assertion kgen2ss ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) → ( 𝑘Gen ‘ 𝐽 ) ⊆ ( 𝑘Gen ‘ 𝐾 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simp1 ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) → 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
2 elpwi ( 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋𝑘𝑋 )
3 resttopon ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑘𝑋 ) → ( 𝐽t 𝑘 ) ∈ ( TopOn ‘ 𝑘 ) )
4 1 2 3 syl2an ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ) → ( 𝐽t 𝑘 ) ∈ ( TopOn ‘ 𝑘 ) )
5 simp2 ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) → 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
6 resttopon ( ( 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑘𝑋 ) → ( 𝐾t 𝑘 ) ∈ ( TopOn ‘ 𝑘 ) )
7 5 2 6 syl2an ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ) → ( 𝐾t 𝑘 ) ∈ ( TopOn ‘ 𝑘 ) )
8 toponuni ( ( 𝐾t 𝑘 ) ∈ ( TopOn ‘ 𝑘 ) → 𝑘 = ( 𝐾t 𝑘 ) )
9 7 8 syl ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ) → 𝑘 = ( 𝐾t 𝑘 ) )
10 9 fveq2d ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ) → ( TopOn ‘ 𝑘 ) = ( TopOn ‘ ( 𝐾t 𝑘 ) ) )
11 4 10 eleqtrd ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ) → ( 𝐽t 𝑘 ) ∈ ( TopOn ‘ ( 𝐾t 𝑘 ) ) )
12 simpl2 ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ) → 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) )
13 topontop ( 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) → 𝐾 ∈ Top )
14 12 13 syl ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ) → 𝐾 ∈ Top )
15 simpl3 ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ) → 𝐽𝐾 )
16 ssrest ( ( 𝐾 ∈ Top ∧ 𝐽𝐾 ) → ( 𝐽t 𝑘 ) ⊆ ( 𝐾t 𝑘 ) )
17 14 15 16 syl2anc ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ) → ( 𝐽t 𝑘 ) ⊆ ( 𝐾t 𝑘 ) )
18 eqid ( 𝐾t 𝑘 ) = ( 𝐾t 𝑘 )
19 18 sscmp ( ( ( 𝐽t 𝑘 ) ∈ ( TopOn ‘ ( 𝐾t 𝑘 ) ) ∧ ( 𝐾t 𝑘 ) ∈ Comp ∧ ( 𝐽t 𝑘 ) ⊆ ( 𝐾t 𝑘 ) ) → ( 𝐽t 𝑘 ) ∈ Comp )
20 19 3com23 ( ( ( 𝐽t 𝑘 ) ∈ ( TopOn ‘ ( 𝐾t 𝑘 ) ) ∧ ( 𝐽t 𝑘 ) ⊆ ( 𝐾t 𝑘 ) ∧ ( 𝐾t 𝑘 ) ∈ Comp ) → ( 𝐽t 𝑘 ) ∈ Comp )
21 20 3expia ( ( ( 𝐽t 𝑘 ) ∈ ( TopOn ‘ ( 𝐾t 𝑘 ) ) ∧ ( 𝐽t 𝑘 ) ⊆ ( 𝐾t 𝑘 ) ) → ( ( 𝐾t 𝑘 ) ∈ Comp → ( 𝐽t 𝑘 ) ∈ Comp ) )
22 11 17 21 syl2anc ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ) → ( ( 𝐾t 𝑘 ) ∈ Comp → ( 𝐽t 𝑘 ) ∈ Comp ) )
23 17 sseld ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ) → ( ( 𝑥𝑘 ) ∈ ( 𝐽t 𝑘 ) → ( 𝑥𝑘 ) ∈ ( 𝐾t 𝑘 ) ) )
24 22 23 imim12d ( ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) ∧ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ) → ( ( ( 𝐽t 𝑘 ) ∈ Comp → ( 𝑥𝑘 ) ∈ ( 𝐽t 𝑘 ) ) → ( ( 𝐾t 𝑘 ) ∈ Comp → ( 𝑥𝑘 ) ∈ ( 𝐾t 𝑘 ) ) ) )
25 24 ralimdva ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) → ( ∀ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ( ( 𝐽t 𝑘 ) ∈ Comp → ( 𝑥𝑘 ) ∈ ( 𝐽t 𝑘 ) ) → ∀ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ( ( 𝐾t 𝑘 ) ∈ Comp → ( 𝑥𝑘 ) ∈ ( 𝐾t 𝑘 ) ) ) )
26 25 anim2d ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) → ( ( 𝑥𝑋 ∧ ∀ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ( ( 𝐽t 𝑘 ) ∈ Comp → ( 𝑥𝑘 ) ∈ ( 𝐽t 𝑘 ) ) ) → ( 𝑥𝑋 ∧ ∀ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ( ( 𝐾t 𝑘 ) ∈ Comp → ( 𝑥𝑘 ) ∈ ( 𝐾t 𝑘 ) ) ) ) )
27 elkgen ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) → ( 𝑥 ∈ ( 𝑘Gen ‘ 𝐽 ) ↔ ( 𝑥𝑋 ∧ ∀ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ( ( 𝐽t 𝑘 ) ∈ Comp → ( 𝑥𝑘 ) ∈ ( 𝐽t 𝑘 ) ) ) ) )
28 27 3ad2ant1 ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) → ( 𝑥 ∈ ( 𝑘Gen ‘ 𝐽 ) ↔ ( 𝑥𝑋 ∧ ∀ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ( ( 𝐽t 𝑘 ) ∈ Comp → ( 𝑥𝑘 ) ∈ ( 𝐽t 𝑘 ) ) ) ) )
29 elkgen ( 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) → ( 𝑥 ∈ ( 𝑘Gen ‘ 𝐾 ) ↔ ( 𝑥𝑋 ∧ ∀ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ( ( 𝐾t 𝑘 ) ∈ Comp → ( 𝑥𝑘 ) ∈ ( 𝐾t 𝑘 ) ) ) ) )
30 29 3ad2ant2 ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) → ( 𝑥 ∈ ( 𝑘Gen ‘ 𝐾 ) ↔ ( 𝑥𝑋 ∧ ∀ 𝑘 ∈ 𝒫 𝑋 ( ( 𝐾t 𝑘 ) ∈ Comp → ( 𝑥𝑘 ) ∈ ( 𝐾t 𝑘 ) ) ) ) )
31 26 28 30 3imtr4d ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) → ( 𝑥 ∈ ( 𝑘Gen ‘ 𝐽 ) → 𝑥 ∈ ( 𝑘Gen ‘ 𝐾 ) ) )
32 31 ssrdv ( ( 𝐽 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐾 ∈ ( TopOn ‘ 𝑋 ) ∧ 𝐽𝐾 ) → ( 𝑘Gen ‘ 𝐽 ) ⊆ ( 𝑘Gen ‘ 𝐾 ) )