Metamath Proof Explorer


Theorem filufint

Description: A filter is equal to the intersection of the ultrafilters containing it. (Contributed by Jeff Hankins, 1-Jan-2010) (Revised by Stefan O'Rear, 2-Aug-2015)

Ref Expression
Assertion filufint ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → { 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ∣ 𝐹𝑓 } = 𝐹 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 vex 𝑥 ∈ V
2 1 elintrab ( 𝑥 { 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ∣ 𝐹𝑓 } ↔ ∀ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ( 𝐹𝑓𝑥𝑓 ) )
3 filsspw ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → 𝐹 ⊆ 𝒫 𝑋 )
4 3 3ad2ant1 ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → 𝐹 ⊆ 𝒫 𝑋 )
5 difss ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑋
6 filtop ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → 𝑋𝐹 )
7 difexg ( 𝑋𝐹 → ( 𝑋𝑥 ) ∈ V )
8 6 7 syl ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ( 𝑋𝑥 ) ∈ V )
9 8 3ad2ant1 ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( 𝑋𝑥 ) ∈ V )
10 elpwg ( ( 𝑋𝑥 ) ∈ V → ( ( 𝑋𝑥 ) ∈ 𝒫 𝑋 ↔ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑋 ) )
11 9 10 syl ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( ( 𝑋𝑥 ) ∈ 𝒫 𝑋 ↔ ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑋 ) )
12 5 11 mpbiri ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( 𝑋𝑥 ) ∈ 𝒫 𝑋 )
13 12 snssd ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → { ( 𝑋𝑥 ) } ⊆ 𝒫 𝑋 )
14 4 13 unssd ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ⊆ 𝒫 𝑋 )
15 ssun1 𝐹 ⊆ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } )
16 filn0 ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → 𝐹 ≠ ∅ )
17 ssn0 ( ( 𝐹 ⊆ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ∧ 𝐹 ≠ ∅ ) → ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ≠ ∅ )
18 15 16 17 sylancr ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ≠ ∅ )
19 18 3ad2ant1 ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ≠ ∅ )
20 elsni ( 𝑧 ∈ { ( 𝑋𝑥 ) } → 𝑧 = ( 𝑋𝑥 ) )
21 filelss ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑦𝐹 ) → 𝑦𝑋 )
22 21 3adant3 ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑦𝐹𝑥𝑋 ) → 𝑦𝑋 )
23 reldisj ( 𝑦𝑋 → ( ( 𝑦 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) = ∅ ↔ 𝑦 ⊆ ( 𝑋 ∖ ( 𝑋𝑥 ) ) ) )
24 22 23 syl ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑦𝐹𝑥𝑋 ) → ( ( 𝑦 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) = ∅ ↔ 𝑦 ⊆ ( 𝑋 ∖ ( 𝑋𝑥 ) ) ) )
25 dfss4 ( 𝑥𝑋 ↔ ( 𝑋 ∖ ( 𝑋𝑥 ) ) = 𝑥 )
26 25 biimpi ( 𝑥𝑋 → ( 𝑋 ∖ ( 𝑋𝑥 ) ) = 𝑥 )
27 26 sseq2d ( 𝑥𝑋 → ( 𝑦 ⊆ ( 𝑋 ∖ ( 𝑋𝑥 ) ) ↔ 𝑦𝑥 ) )
28 27 3ad2ant3 ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑦𝐹𝑥𝑋 ) → ( 𝑦 ⊆ ( 𝑋 ∖ ( 𝑋𝑥 ) ) ↔ 𝑦𝑥 ) )
29 24 28 bitrd ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑦𝐹𝑥𝑋 ) → ( ( 𝑦 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) = ∅ ↔ 𝑦𝑥 ) )
30 filss ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ( 𝑦𝐹𝑥𝑋𝑦𝑥 ) ) → 𝑥𝐹 )
31 30 3exp2 ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ( 𝑦𝐹 → ( 𝑥𝑋 → ( 𝑦𝑥𝑥𝐹 ) ) ) )
32 31 3imp ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑦𝐹𝑥𝑋 ) → ( 𝑦𝑥𝑥𝐹 ) )
33 29 32 sylbid ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑦𝐹𝑥𝑋 ) → ( ( 𝑦 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) = ∅ → 𝑥𝐹 ) )
34 33 necon3bd ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑦𝐹𝑥𝑋 ) → ( ¬ 𝑥𝐹 → ( 𝑦 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) ≠ ∅ ) )
35 34 3exp ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ( 𝑦𝐹 → ( 𝑥𝑋 → ( ¬ 𝑥𝐹 → ( 𝑦 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) ≠ ∅ ) ) ) )
36 35 com24 ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ( ¬ 𝑥𝐹 → ( 𝑥𝑋 → ( 𝑦𝐹 → ( 𝑦 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) ≠ ∅ ) ) ) )
37 36 3imp1 ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑦𝐹 ) → ( 𝑦 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) ≠ ∅ )
38 ineq2 ( 𝑧 = ( 𝑋𝑥 ) → ( 𝑦𝑧 ) = ( 𝑦 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) )
39 38 neeq1d ( 𝑧 = ( 𝑋𝑥 ) → ( ( 𝑦𝑧 ) ≠ ∅ ↔ ( 𝑦 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) ≠ ∅ ) )
40 37 39 syl5ibrcom ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑦𝐹 ) → ( 𝑧 = ( 𝑋𝑥 ) → ( 𝑦𝑧 ) ≠ ∅ ) )
41 40 expimpd ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( ( 𝑦𝐹𝑧 = ( 𝑋𝑥 ) ) → ( 𝑦𝑧 ) ≠ ∅ ) )
42 20 41 sylan2i ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( ( 𝑦𝐹𝑧 ∈ { ( 𝑋𝑥 ) } ) → ( 𝑦𝑧 ) ≠ ∅ ) )
43 42 ralrimivv ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ∀ 𝑦𝐹𝑧 ∈ { ( 𝑋𝑥 ) } ( 𝑦𝑧 ) ≠ ∅ )
44 filfbas ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → 𝐹 ∈ ( fBas ‘ 𝑋 ) )
45 44 3ad2ant1 ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → 𝐹 ∈ ( fBas ‘ 𝑋 ) )
46 5 a1i ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑋 )
47 26 3ad2ant2 ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑋𝑥 ) = ∅ ) → ( 𝑋 ∖ ( 𝑋𝑥 ) ) = 𝑥 )
48 difeq2 ( ( 𝑋𝑥 ) = ∅ → ( 𝑋 ∖ ( 𝑋𝑥 ) ) = ( 𝑋 ∖ ∅ ) )
49 dif0 ( 𝑋 ∖ ∅ ) = 𝑋
50 48 49 eqtrdi ( ( 𝑋𝑥 ) = ∅ → ( 𝑋 ∖ ( 𝑋𝑥 ) ) = 𝑋 )
51 50 3ad2ant3 ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑋𝑥 ) = ∅ ) → ( 𝑋 ∖ ( 𝑋𝑥 ) ) = 𝑋 )
52 47 51 eqtr3d ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑋𝑥 ) = ∅ ) → 𝑥 = 𝑋 )
53 6 3ad2ant1 ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑋𝑥 ) = ∅ ) → 𝑋𝐹 )
54 52 53 eqeltrd ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑥𝑋 ∧ ( 𝑋𝑥 ) = ∅ ) → 𝑥𝐹 )
55 54 3expia ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑥𝑋 ) → ( ( 𝑋𝑥 ) = ∅ → 𝑥𝐹 ) )
56 55 necon3bd ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑥𝑋 ) → ( ¬ 𝑥𝐹 → ( 𝑋𝑥 ) ≠ ∅ ) )
57 56 ex ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ( 𝑥𝑋 → ( ¬ 𝑥𝐹 → ( 𝑋𝑥 ) ≠ ∅ ) ) )
58 57 com23 ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ( ¬ 𝑥𝐹 → ( 𝑥𝑋 → ( 𝑋𝑥 ) ≠ ∅ ) ) )
59 58 3imp ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( 𝑋𝑥 ) ≠ ∅ )
60 6 3ad2ant1 ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → 𝑋𝐹 )
61 snfbas ( ( ( 𝑋𝑥 ) ⊆ 𝑋 ∧ ( 𝑋𝑥 ) ≠ ∅ ∧ 𝑋𝐹 ) → { ( 𝑋𝑥 ) } ∈ ( fBas ‘ 𝑋 ) )
62 46 59 60 61 syl3anc ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → { ( 𝑋𝑥 ) } ∈ ( fBas ‘ 𝑋 ) )
63 fbunfip ( ( 𝐹 ∈ ( fBas ‘ 𝑋 ) ∧ { ( 𝑋𝑥 ) } ∈ ( fBas ‘ 𝑋 ) ) → ( ¬ ∅ ∈ ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ↔ ∀ 𝑦𝐹𝑧 ∈ { ( 𝑋𝑥 ) } ( 𝑦𝑧 ) ≠ ∅ ) )
64 45 62 63 syl2anc ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( ¬ ∅ ∈ ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ↔ ∀ 𝑦𝐹𝑧 ∈ { ( 𝑋𝑥 ) } ( 𝑦𝑧 ) ≠ ∅ ) )
65 43 64 mpbird ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ¬ ∅ ∈ ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) )
66 fsubbas ( 𝑋𝐹 → ( ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ∈ ( fBas ‘ 𝑋 ) ↔ ( ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ⊆ 𝒫 𝑋 ∧ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ≠ ∅ ∧ ¬ ∅ ∈ ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ) )
67 6 66 syl ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ( ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ∈ ( fBas ‘ 𝑋 ) ↔ ( ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ⊆ 𝒫 𝑋 ∧ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ≠ ∅ ∧ ¬ ∅ ∈ ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ) )
68 67 3ad2ant1 ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ∈ ( fBas ‘ 𝑋 ) ↔ ( ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ⊆ 𝒫 𝑋 ∧ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ≠ ∅ ∧ ¬ ∅ ∈ ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ) )
69 14 19 65 68 mpbir3and ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ∈ ( fBas ‘ 𝑋 ) )
70 fgcl ( ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ∈ ( fBas ‘ 𝑋 ) → ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) )
71 69 70 syl ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) )
72 filssufil ( ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ∃ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓 )
73 snex { ( 𝑋𝑥 ) } ∈ V
74 unexg ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ { ( 𝑋𝑥 ) } ∈ V ) → ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ∈ V )
75 73 74 mpan2 ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ∈ V )
76 ssfii ( ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ∈ V → ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ⊆ ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) )
77 75 76 syl ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ⊆ ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) )
78 77 3ad2ant1 ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ⊆ ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) )
79 78 unssad ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → 𝐹 ⊆ ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) )
80 ssfg ( ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ∈ ( fBas ‘ 𝑋 ) → ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ⊆ ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) )
81 69 80 syl ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ⊆ ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) )
82 79 81 sstrd ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → 𝐹 ⊆ ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) )
83 82 ad2antrr ( ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓 ) → 𝐹 ⊆ ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) )
84 simpr ( ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓 ) → ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓 )
85 83 84 sstrd ( ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓 ) → 𝐹𝑓 )
86 ufilfil ( 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) → 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) )
87 0nelfil ( 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ¬ ∅ ∈ 𝑓 )
88 86 87 syl ( 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) → ¬ ∅ ∈ 𝑓 )
89 88 ad2antlr ( ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓 ) → ¬ ∅ ∈ 𝑓 )
90 disjdif ( 𝑥 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) = ∅
91 86 ad2antlr ( ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓𝑥𝑓 ) ) → 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) )
92 simprr ( ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓𝑥𝑓 ) ) → 𝑥𝑓 )
93 77 unssbd ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → { ( 𝑋𝑥 ) } ⊆ ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) )
94 93 3ad2ant1 ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → { ( 𝑋𝑥 ) } ⊆ ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) )
95 94 adantr ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) → { ( 𝑋𝑥 ) } ⊆ ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) )
96 69 adantr ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) → ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ∈ ( fBas ‘ 𝑋 ) )
97 96 80 syl ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) → ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ⊆ ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) )
98 95 97 sstrd ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) → { ( 𝑋𝑥 ) } ⊆ ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) )
99 98 adantr ( ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓𝑥𝑓 ) ) → { ( 𝑋𝑥 ) } ⊆ ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) )
100 simprl ( ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓𝑥𝑓 ) ) → ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓 )
101 99 100 sstrd ( ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓𝑥𝑓 ) ) → { ( 𝑋𝑥 ) } ⊆ 𝑓 )
102 snidg ( ( 𝑋𝑥 ) ∈ V → ( 𝑋𝑥 ) ∈ { ( 𝑋𝑥 ) } )
103 8 102 syl ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ( 𝑋𝑥 ) ∈ { ( 𝑋𝑥 ) } )
104 103 3ad2ant1 ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( 𝑋𝑥 ) ∈ { ( 𝑋𝑥 ) } )
105 104 ad2antrr ( ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓𝑥𝑓 ) ) → ( 𝑋𝑥 ) ∈ { ( 𝑋𝑥 ) } )
106 101 105 sseldd ( ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓𝑥𝑓 ) ) → ( 𝑋𝑥 ) ∈ 𝑓 )
107 filin ( ( 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑥𝑓 ∧ ( 𝑋𝑥 ) ∈ 𝑓 ) → ( 𝑥 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) ∈ 𝑓 )
108 91 92 106 107 syl3anc ( ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓𝑥𝑓 ) ) → ( 𝑥 ∩ ( 𝑋𝑥 ) ) ∈ 𝑓 )
109 90 108 eqeltrrid ( ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓𝑥𝑓 ) ) → ∅ ∈ 𝑓 )
110 109 expr ( ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓 ) → ( 𝑥𝑓 → ∅ ∈ 𝑓 ) )
111 89 110 mtod ( ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓 ) → ¬ 𝑥𝑓 )
112 85 111 jca ( ( ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) ∧ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) ∧ ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓 ) → ( 𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓 ) )
113 112 exp31 ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) → ( ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓 → ( 𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓 ) ) ) )
114 113 reximdvai ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( ∃ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ⊆ 𝑓 → ∃ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ( 𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓 ) ) )
115 72 114 syl5 ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ( ( 𝑋 filGen ( fi ‘ ( 𝐹 ∪ { ( 𝑋𝑥 ) } ) ) ) ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ∃ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ( 𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓 ) ) )
116 71 115 mpd ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋 ) → ∃ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ( 𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓 ) )
117 116 3expia ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹 ) → ( 𝑥𝑋 → ∃ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ( 𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓 ) ) )
118 filssufil ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ∃ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) 𝐹𝑓 )
119 filelss ( ( 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ 𝑥𝑓 ) → 𝑥𝑋 )
120 119 ex ( 𝑓 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ( 𝑥𝑓𝑥𝑋 ) )
121 86 120 syl ( 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) → ( 𝑥𝑓𝑥𝑋 ) )
122 121 con3d ( 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) → ( ¬ 𝑥𝑋 → ¬ 𝑥𝑓 ) )
123 122 impcom ( ( ¬ 𝑥𝑋𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) → ¬ 𝑥𝑓 )
124 123 a1d ( ( ¬ 𝑥𝑋𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) → ( 𝐹𝑓 → ¬ 𝑥𝑓 ) )
125 124 ancld ( ( ¬ 𝑥𝑋𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ) → ( 𝐹𝑓 → ( 𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓 ) ) )
126 125 reximdva ( ¬ 𝑥𝑋 → ( ∃ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) 𝐹𝑓 → ∃ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ( 𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓 ) ) )
127 118 126 syl5com ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ( ¬ 𝑥𝑋 → ∃ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ( 𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓 ) ) )
128 127 adantr ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹 ) → ( ¬ 𝑥𝑋 → ∃ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ( 𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓 ) ) )
129 117 128 pm2.61d ( ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) ∧ ¬ 𝑥𝐹 ) → ∃ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ( 𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓 ) )
130 129 ex ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ( ¬ 𝑥𝐹 → ∃ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ( 𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓 ) ) )
131 rexanali ( ∃ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ( 𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓 ) ↔ ¬ ∀ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ( 𝐹𝑓𝑥𝑓 ) )
132 130 131 syl6ib ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ( ¬ 𝑥𝐹 → ¬ ∀ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ( 𝐹𝑓𝑥𝑓 ) ) )
133 132 con4d ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ( ∀ 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ( 𝐹𝑓𝑥𝑓 ) → 𝑥𝐹 ) )
134 2 133 syl5bi ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → ( 𝑥 { 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ∣ 𝐹𝑓 } → 𝑥𝐹 ) )
135 134 ssrdv ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → { 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ∣ 𝐹𝑓 } ⊆ 𝐹 )
136 ssintub 𝐹 { 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ∣ 𝐹𝑓 }
137 136 a1i ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → 𝐹 { 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ∣ 𝐹𝑓 } )
138 135 137 eqssd ( 𝐹 ∈ ( Fil ‘ 𝑋 ) → { 𝑓 ∈ ( UFil ‘ 𝑋 ) ∣ 𝐹𝑓 } = 𝐹 )