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Theorem alexsubALTlem3

Description: Lemma for alexsubALT . If a point is covered by a collection taken from the base with no finite subcover, a set from the subbase can be added that covers the point so that the resulting collection has no finite subcover. (Contributed by Jeff Hankins, 28-Jan-2010) (Revised by Mario Carneiro, 14-Dec-2013)

Ref Expression
Hypothesis alexsubALT.1 X=J
Assertion alexsubALTlem3 J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaub𝒫uFin¬X=bwut𝒫xFinw=tyw¬yxustn𝒫usFin¬X=n

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 alexsubALT.1 X=J
2 dfrex2 n𝒫usFinX=n¬n𝒫usFin¬X=n
3 2 ralbii stn𝒫usFinX=nst¬n𝒫usFin¬X=n
4 ralnex st¬n𝒫usFin¬X=n¬stn𝒫usFin¬X=n
5 3 4 bitr2i ¬stn𝒫usFin¬X=nstn𝒫usFinX=n
6 elin n𝒫usFinn𝒫usnFin
7 elpwi n𝒫usnus
8 7 adantr n𝒫usnFinnus
9 uncom us=su
10 8 9 sseqtrdi n𝒫usnFinnsu
11 ssundif nsunsu
12 10 11 sylib n𝒫usnFinnsu
13 diffi nFinnsFin
14 13 adantl n𝒫usnFinnsFin
15 12 14 jca n𝒫usnFinnsunsFin
16 6 15 sylbi n𝒫usFinnsunsFin
17 16 adantr n𝒫usFinX=nnsunsFin
18 17 ad2antll J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nnsunsFin
19 elin ns𝒫uFinns𝒫unsFin
20 vex uV
21 20 elpw2 ns𝒫unsu
22 21 anbi1i ns𝒫unsFinnsunsFin
23 19 22 bitr2i nsunsFinns𝒫uFin
24 18 23 sylib J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nns𝒫uFin
25 simprrr J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nX=n
26 eldif xnsxn¬xs
27 26 simplbi2 xn¬xsxns
28 elun xnssxnsxs
29 orcom xsxnsxnsxs
30 28 29 bitr4i xnssxsxns
31 df-or xsxns¬xsxns
32 30 31 bitr2i ¬xsxnsxnss
33 27 32 sylib xnxnss
34 33 ssriv nnss
35 uniss nnssnnss
36 34 35 mp1i J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nnnss
37 uniun nss=nss
38 unisnv s=s
39 38 uneq2i nss=nss
40 37 39 eqtri nss=nss
41 36 40 sseqtrdi J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nnnss
42 25 41 eqsstrd J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nXnss
43 difss nsn
44 43 unissi nsn
45 sseq2 X=nnsXnsn
46 44 45 mpbiri X=nnsX
47 46 adantl n𝒫usFinX=nnsX
48 47 ad2antll J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nnsX
49 elinel1 t𝒫xFint𝒫x
50 49 elpwid t𝒫xFintx
51 50 ad3antrrr t𝒫xFinw=tyw¬yxuwutx
52 51 ad2antlr J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=ntx
53 simprl J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nst
54 52 53 sseldd J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nsx
55 elssuni sxsx
56 54 55 syl J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nsx
57 fibas fixTopBases
58 unitg fixTopBasestopGenfix=fix
59 57 58 mp1i J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=ntopGenfix=fix
60 unieq J=topGenfixJ=topGenfix
61 60 3ad2ant1 J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixJ=topGenfix
62 61 ad3antrrr J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nJ=topGenfix
63 vex xV
64 fiuni xVx=fix
65 63 64 mp1i J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nx=fix
66 59 62 65 3eqtr4rd J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nx=J
67 66 1 eqtr4di J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nx=X
68 56 67 sseqtrd J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nsX
69 48 68 unssd J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nnssX
70 42 69 eqssd J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nX=nss
71 unieq m=nsm=ns
72 71 uneq1d m=nsms=nss
73 72 rspceeqv ns𝒫uFinX=nssm𝒫uFinX=ms
74 24 70 73 syl2anc J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nm𝒫uFinX=ms
75 74 expr J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nm𝒫uFinX=ms
76 75 expd J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nm𝒫uFinX=ms
77 76 rexlimdv J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nm𝒫uFinX=ms
78 77 ralimdva J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nstm𝒫uFinX=ms
79 elinel2 t𝒫xFintFin
80 79 adantr t𝒫xFinw=ttFin
81 unieq m=fsm=fs
82 81 uneq1d m=fsms=fss
83 82 eqeq2d m=fsX=msX=fss
84 83 ac6sfi tFinstm𝒫uFinX=msff:t𝒫uFinstX=fss
85 84 ex tFinstm𝒫uFinX=msff:t𝒫uFinstX=fss
86 80 85 syl t𝒫xFinw=tstm𝒫uFinX=msff:t𝒫uFinstX=fss
87 86 adantr t𝒫xFinw=tyw¬yxustm𝒫uFinX=msff:t𝒫uFinstX=fss
88 87 ad2antrl J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustm𝒫uFinX=msff:t𝒫uFinstX=fss
89 ffvelcdm f:t𝒫uFinstfs𝒫uFin
90 elin fs𝒫uFinfs𝒫ufsFin
91 elpwi fs𝒫ufsu
92 91 adantr fs𝒫ufsFinfsu
93 90 92 sylbi fs𝒫uFinfsu
94 89 93 syl f:t𝒫uFinstfsu
95 94 ralrimiva f:t𝒫uFinstfsu
96 iunss stfsustfsu
97 95 96 sylibr f:t𝒫uFinstfsu
98 97 ad2antrl J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssstfsu
99 simplrr J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fsswu
100 99 snssd J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fsswu
101 98 100 unssd J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssstfswu
102 89 elin2d f:t𝒫uFinstfsFin
103 102 ralrimiva f:t𝒫uFinstfsFin
104 iunfi tFinstfsFinstfsFin
105 80 103 104 syl2an t𝒫xFinw=tf:t𝒫uFinstfsFin
106 105 ad4ant14 t𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstfsFin
107 106 ad2ant2lr J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssstfsFin
108 snfi wFin
109 unfi stfsFinwFinstfswFin
110 107 108 109 sylancl J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssstfswFin
111 101 110 jca J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssstfswustfswFin
112 elin stfsw𝒫uFinstfsw𝒫ustfswFin
113 20 elpw2 stfsw𝒫ustfswu
114 113 anbi1i stfsw𝒫ustfswFinstfswustfswFin
115 112 114 bitr2i stfswustfswFinstfsw𝒫uFin
116 111 115 sylib J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssstfsw𝒫uFin
117 ralnex st¬yfs¬styfs
118 117 imbi2i vyst¬yfsvy¬styfs
119 118 albii yvyst¬yfsyvy¬styfs
120 alinexa yvy¬styfs¬yvystyfs
121 119 120 bitr2i ¬yvystyfsyvyst¬yfs
122 fveq2 s=zfs=fz
123 122 unieqd s=zfs=fz
124 id s=zs=z
125 123 124 uneq12d s=zfss=fzz
126 125 eqeq2d s=zX=fssX=fzz
127 126 rspcv ztstX=fssX=fzz
128 eleq2 X=fzzvXvfzz
129 128 biimpd X=fzzvXvfzz
130 elun vfzzvfzvz
131 eluni vfzwvwwfz
132 131 orbi1i vfzvzwvwwfzvz
133 df-or wvwwfzvz¬wvwwfzvz
134 alinexa wvw¬wfz¬wvwwfz
135 134 imbi1i wvw¬wfzvz¬wvwwfzvz
136 133 135 bitr4i wvwwfzvzwvw¬wfzvz
137 130 132 136 3bitri vfzzwvw¬wfzvz
138 eleq2 y=wvyvw
139 eleq1w y=wyfswfs
140 139 notbid y=w¬yfs¬wfs
141 140 ralbidv y=wst¬yfsst¬wfs
142 138 141 imbi12d y=wvyst¬yfsvwst¬wfs
143 142 spvv yvyst¬yfsvwst¬wfs
144 122 eleq2d s=zwfswfz
145 144 notbid s=z¬wfs¬wfz
146 145 rspcv ztst¬wfs¬wfz
147 143 146 syl9r ztyvyst¬yfsvw¬wfz
148 147 alrimdv ztyvyst¬yfswvw¬wfz
149 148 imim1d ztwvw¬wfzvzyvyst¬yfsvz
150 137 149 biimtrid ztvfzzyvyst¬yfsvz
151 150 a1dd ztvfzzw=tyvyst¬yfsvz
152 129 151 syl9r ztX=fzzvXw=tyvyst¬yfsvz
153 127 152 syld ztstX=fssvXw=tyvyst¬yfsvz
154 153 com14 w=tstX=fssvXztyvyst¬yfsvz
155 154 imp31 w=tstX=fssvXztyvyst¬yfsvz
156 155 com23 w=tstX=fssvXyvyst¬yfsztvz
157 156 ralrimdv w=tstX=fssvXyvyst¬yfsztvz
158 vex vV
159 158 elint2 vtztvz
160 157 159 syl6ibr w=tstX=fssvXyvyst¬yfsvt
161 eleq2 w=tvwvt
162 161 ad2antrr w=tstX=fssvXvwvt
163 160 162 sylibrd w=tstX=fssvXyvyst¬yfsvw
164 121 163 biimtrid w=tstX=fssvX¬yvystyfsvw
165 164 orrd w=tstX=fssvXyvystyfsvw
166 165 ex w=tstX=fssvXyvystyfsvw
167 orc styfsstyfsy=w
168 167 anim2i vystyfsvystyfsy=w
169 168 eximi yvystyfsyvystyfsy=w
170 equid w=w
171 vex wV
172 equequ1 y=wy=ww=w
173 138 172 anbi12d y=wvyy=wvww=w
174 171 173 spcev vww=wyvyy=w
175 170 174 mpan2 vwyvyy=w
176 olc y=wstyfsy=w
177 176 anim2i vyy=wvystyfsy=w
178 177 eximi yvyy=wyvystyfsy=w
179 175 178 syl vwyvystyfsy=w
180 169 179 jaoi yvystyfsvwyvystyfsy=w
181 eluni vstfswyvyystfsw
182 elun ystfswystfsyw
183 eliun ystfsstyfs
184 velsn ywy=w
185 183 184 orbi12i ystfsywstyfsy=w
186 182 185 bitri ystfswstyfsy=w
187 186 anbi2i vyystfswvystyfsy=w
188 187 exbii yvyystfswyvystyfsy=w
189 181 188 bitr2i yvystyfsy=wvstfsw
190 180 189 sylib yvystyfsvwvstfsw
191 166 190 syl6 w=tstX=fssvXvstfsw
192 191 ad5ant25 t𝒫xFinw=tyw¬yxuwustX=fssvXvstfsw
193 192 ad2ant2l J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssvXvstfsw
194 193 ssrdv J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssXstfsw
195 elun vstfswvstfsvw
196 eliun vstfsstvfs
197 velsn vwv=w
198 196 197 orbi12i vstfsvwstvfsv=w
199 195 198 bitri vstfswstvfsv=w
200 nfra1 sstX=fss
201 nfv svX
202 rsp stX=fssstX=fss
203 eqimss2 X=fssfssX
204 elssuni vfsvfs
205 ssun3 vfsvfss
206 204 205 syl vfsvfss
207 sstr vfssfssXvX
208 207 expcom fssXvfssvX
209 203 206 208 syl2im X=fssvfsvX
210 202 209 syl6 stX=fssstvfsvX
211 200 201 210 rexlimd stX=fssstvfsvX
212 211 ad2antll J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssstvfsvX
213 elpwi u𝒫fixufix
214 213 ad2antrl J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixauufix
215 214 ad2antrr J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssufix
216 215 99 sseldd J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fsswfix
217 elssuni wfixwfix
218 216 217 syl J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fsswfix
219 57 58 ax-mp topGenfix=fix
220 60 219 eqtr2di J=topGenfixfix=J
221 220 1 eqtr4di J=topGenfixfix=X
222 221 3ad2ant1 J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixfix=X
223 222 ad3antrrr J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssfix=X
224 218 223 sseqtrd J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fsswX
225 sseq1 v=wvXwX
226 224 225 syl5ibrcom J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssv=wvX
227 212 226 jaod J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssstvfsv=wvX
228 199 227 biimtrid J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssvstfswvX
229 228 ralrimiv J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssvstfswvX
230 unissb stfswXvstfswvX
231 229 230 sylibr J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssstfswX
232 194 231 eqssd J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssX=stfsw
233 unieq b=stfswb=stfsw
234 233 rspceeqv stfsw𝒫uFinX=stfswb𝒫uFinX=b
235 116 232 234 syl2anc J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssb𝒫uFinX=b
236 235 ex J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuf:t𝒫uFinstX=fssb𝒫uFinX=b
237 236 exlimdv J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwuff:t𝒫uFinstX=fssb𝒫uFinX=b
238 78 88 237 3syld J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwustn𝒫usFinX=nb𝒫uFinX=b
239 5 238 biimtrid J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwu¬stn𝒫usFin¬X=nb𝒫uFinX=b
240 dfrex2 b𝒫uFinX=b¬b𝒫uFin¬X=b
241 239 240 imbitrdi J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwu¬stn𝒫usFin¬X=n¬b𝒫uFin¬X=b
242 241 con4d J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwub𝒫uFin¬X=bstn𝒫usFin¬X=n
243 242 exp32 J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaut𝒫xFinw=tyw¬yxuwub𝒫uFin¬X=bstn𝒫usFin¬X=n
244 243 com24 J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaub𝒫uFin¬X=bwut𝒫xFinw=tyw¬yxustn𝒫usFin¬X=n
245 244 exp32 J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaub𝒫uFin¬X=bwut𝒫xFinw=tyw¬yxustn𝒫usFin¬X=n
246 245 imp45 J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaub𝒫uFin¬X=bwut𝒫xFinw=tyw¬yxustn𝒫usFin¬X=n
247 246 imp31 J=topGenfixc𝒫xX=cd𝒫cFinX=da𝒫fixu𝒫fixaub𝒫uFin¬X=bwut𝒫xFinw=tyw¬yxustn𝒫usFin¬X=n