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Theorem hausflim 17676
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.)
Hypothesis
Ref Expression
flimcf.1  |-  X  = 
U. J
Assertion
Ref Expression
hausflim  |-  ( J  e.  Haus  <->  ( J  e. 
Top  /\  A. f  e.  ( Fil `  X
) E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) ) )
Distinct variable groups:    x, f, J    f, X, x

Proof of Theorem hausflim
Dummy variables  v  u  w  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 haustop 17059 . . 3  |-  ( J  e.  Haus  ->  J  e. 
Top )
2 hausflimi 17675 . . . 4  |-  ( J  e.  Haus  ->  E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) )
32ralrimivw 2627 . . 3  |-  ( J  e.  Haus  ->  A. f  e.  ( Fil `  X
) E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) )
41, 3jca 518 . 2  |-  ( J  e.  Haus  ->  ( J  e.  Top  /\  A. f  e.  ( Fil `  X ) E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) ) )
5 simpl 443 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  ->  J  e.  Top )
6 flimcf.1 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  X  = 
U. J
76toptopon 16671 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( J  e.  Top  <->  J  e.  (TopOn `  X ) )
85, 7sylib 188 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  ->  J  e.  (TopOn `  X
) )
9 simprll 738 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
z  e.  X )
109snssd 3760 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  ->  { z }  C_  X )
11 snnzg 3743 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( z  e.  X  ->  { z }  =/=  (/) )
129, 11syl 15 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  ->  { z }  =/=  (/) )
13 neifil 17575 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  {
z }  C_  X  /\  { z }  =/=  (/) )  ->  ( ( nei `  J ) `  { z } )  e.  ( Fil `  X
) )
148, 10, 12, 13syl3anc 1182 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( ( nei `  J
) `  { z } )  e.  ( Fil `  X ) )
15 filfbas 17543 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  e.  ( Fil `  X )  ->  ( ( nei `  J ) `  {
z } )  e.  ( fBas `  X
) )
1614, 15syl 15 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( ( nei `  J
) `  { z } )  e.  (
fBas `  X )
)
17 simprlr 739 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  ->  w  e.  X )
1817snssd 3760 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  ->  { w }  C_  X )
19 snnzg 3743 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( w  e.  X  ->  { w }  =/=  (/) )
2017, 19syl 15 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  ->  { w }  =/=  (/) )
21 neifil 17575 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  {
w }  C_  X  /\  { w }  =/=  (/) )  ->  ( ( nei `  J ) `  { w } )  e.  ( Fil `  X
) )
228, 18, 20, 21syl3anc 1182 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( ( nei `  J
) `  { w } )  e.  ( Fil `  X ) )
23 filfbas 17543 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( nei `  J
) `  { w } )  e.  ( Fil `  X )  ->  ( ( nei `  J ) `  {
w } )  e.  ( fBas `  X
) )
2422, 23syl 15 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( ( nei `  J
) `  { w } )  e.  (
fBas `  X )
)
25 fbunfip 17564 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  e.  (
fBas `  X )  /\  ( ( nei `  J
) `  { w } )  e.  (
fBas `  X )
)  ->  ( -.  (/) 
e.  ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) )  <->  A. u  e.  (
( nei `  J
) `  { z } ) A. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ( u  i^i  v )  =/=  (/) ) )
2616, 24, 25syl2anc 642 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( -.  (/)  e.  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  <->  A. u  e.  (
( nei `  J
) `  { z } ) A. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ( u  i^i  v )  =/=  (/) ) )
276neisspw 16844 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( J  e.  Top  ->  (
( nei `  J
) `  { z } )  C_  ~P X )
286neisspw 16844 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( J  e.  Top  ->  (
( nei `  J
) `  { w } )  C_  ~P X )
2927, 28unssd 3351 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( J  e.  Top  ->  (
( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) )  C_  ~P X )
3029adantr 451 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) )  C_  ~P X )
3130a1d 22 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( -.  (/)  e.  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  ->  ( ( ( nei `  J ) `
 { z } )  u.  ( ( nei `  J ) `
 { w }
) )  C_  ~P X ) )
32 ssun1 3338 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( nei `  J ) `
 { z } )  C_  ( (
( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) )
33 filn0 17557 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  e.  ( Fil `  X )  ->  ( ( nei `  J ) `  {
z } )  =/=  (/) )
3414, 33syl 15 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( ( nei `  J
) `  { z } )  =/=  (/) )
35 ssn0 3487 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  C_  (
( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) )  /\  ( ( nei `  J
) `  { z } )  =/=  (/) )  -> 
( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) )  =/=  (/) )
3632, 34, 35sylancr 644 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) )  =/=  (/) )
3736a1d 22 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( -.  (/)  e.  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  ->  ( ( ( nei `  J ) `
 { z } )  u.  ( ( nei `  J ) `
 { w }
) )  =/=  (/) ) )
38 idd 21 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( -.  (/)  e.  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  ->  -.  (/)  e.  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) )
3931, 37, 383jcad 1133 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( -.  (/)  e.  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  ->  ( ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) )  C_  ~P X  /\  (
( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) )  =/=  (/)  /\  -.  (/)  e.  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) )
406topopn 16652 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( J  e.  Top  ->  X  e.  J )
4140adantr 451 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  ->  X  e.  J )
42 fsubbas 17562 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( X  e.  J  ->  (
( fi `  (
( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
)  <->  ( ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) )  C_  ~P X  /\  (
( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) )  =/=  (/)  /\  -.  (/)  e.  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) )
4341, 42syl 15 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
)  <->  ( ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) )  C_  ~P X  /\  (
( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) )  =/=  (/)  /\  -.  (/)  e.  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) )
44 fgcl 17573 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
)  ->  ( X filGen ( fi `  (
( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) )  e.  ( Fil `  X ) )
4544adantl 452 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
) )  ->  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) )  e.  ( Fil `  X ) )
46 simplrr 737 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
) )  ->  z  =/=  w )
479adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
) )  ->  z  e.  X )
4817adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
) )  ->  w  e.  X )
49 fvex 5539 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( nei `  J ) `
 { z } )  e.  _V
50 fvex 5539 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( nei `  J ) `
 { w }
)  e.  _V
5149, 50unex 4518 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) )  e. 
_V
52 ssfii 7172 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) )  e. 
_V  ->  ( ( ( nei `  J ) `
 { z } )  u.  ( ( nei `  J ) `
 { w }
) )  C_  ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `
 { z } )  u.  ( ( nei `  J ) `
 { w }
) ) ) )
5351, 52ax-mp 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) )  C_  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )
54 ssfg 17567 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
)  ->  ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) 
C_  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) )
5554adantl 452 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
) )  ->  ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `
 { z } )  u.  ( ( nei `  J ) `
 { w }
) ) )  C_  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) )
5653, 55syl5ss 3190 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
) )  ->  (
( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) )  C_  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) )
5732, 56syl5ss 3190 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
) )  ->  (
( nei `  J
) `  { z } )  C_  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) )
588adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
) )  ->  J  e.  (TopOn `  X )
)
59 elflim 17666 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) )  e.  ( Fil `  X ) )  -> 
( z  e.  ( J  fLim  ( X filGen ( fi `  (
( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) )  <->  ( z  e.  X  /\  (
( nei `  J
) `  { z } )  C_  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) ) )
6058, 45, 59syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
) )  ->  (
z  e.  ( J 
fLim  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) )  <->  ( z  e.  X  /\  (
( nei `  J
) `  { z } )  C_  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) ) )
6147, 57, 60mpbir2and 888 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
) )  ->  z  e.  ( J  fLim  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) )
62 ssun2 3339 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( nei `  J ) `
 { w }
)  C_  ( (
( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) )
6362, 56syl5ss 3190 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
) )  ->  (
( nei `  J
) `  { w } )  C_  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) )
64 elflim 17666 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) )  e.  ( Fil `  X ) )  -> 
( w  e.  ( J  fLim  ( X filGen ( fi `  (
( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) )  <->  ( w  e.  X  /\  (
( nei `  J
) `  { w } )  C_  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) ) )
6558, 45, 64syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
) )  ->  (
w  e.  ( J 
fLim  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) )  <->  ( w  e.  X  /\  (
( nei `  J
) `  { w } )  C_  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) ) )
6648, 63, 65mpbir2and 888 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
) )  ->  w  e.  ( J  fLim  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) )
67 eleq1 2343 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( x  =  z  ->  (
x  e.  ( J 
fLim  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) )  <->  z  e.  ( J  fLim  ( X
filGen ( fi `  (
( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) ) )
68 eleq1 2343 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( x  =  w  ->  (
x  e.  ( J 
fLim  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) )  <->  w  e.  ( J  fLim  ( X
filGen ( fi `  (
( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) ) )
6967, 68moi 2948 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X
)  /\  E* x  x  e.  ( J  fLim  ( X filGen ( fi
`  ( ( ( nei `  J ) `
 { z } )  u.  ( ( nei `  J ) `
 { w }
) ) ) ) )  /\  ( z  e.  ( J  fLim  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) )  /\  w  e.  ( J  fLim  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) ) )  ->  z  =  w )
70693com23 1157 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X
)  /\  ( z  e.  ( J  fLim  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) )  /\  w  e.  ( J  fLim  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) )  /\  E* x  x  e.  ( J  fLim  ( X
filGen ( fi `  (
( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) )  -> 
z  =  w )
71703expia 1153 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X
)  /\  ( z  e.  ( J  fLim  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) )  /\  w  e.  ( J  fLim  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) ) )  ->  ( E* x  x  e.  ( J  fLim  ( X filGen ( fi
`  ( ( ( nei `  J ) `
 { z } )  u.  ( ( nei `  J ) `
 { w }
) ) ) ) )  ->  z  =  w ) )
7247, 48, 61, 66, 71syl22anc 1183 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
) )  ->  ( E* x  x  e.  ( J  fLim  ( X
filGen ( fi `  (
( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) )  ->  z  =  w ) )
7372necon3ad 2482 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
) )  ->  (
z  =/=  w  ->  -.  E* x  x  e.  ( J  fLim  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) ) )
7446, 73mpd 14 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
) )  ->  -.  E* x  x  e.  ( J  fLim  ( X
filGen ( fi `  (
( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) )
75 oveq2 5866 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( f  =  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) )  ->  ( J  fLim  f )  =  ( J  fLim  ( X filGen ( fi `  (
( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) )
7675eleq2d 2350 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( f  =  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) )  ->  ( x  e.  ( J  fLim  f
)  <->  x  e.  ( J  fLim  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) ) )
7776mobidv 2178 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( f  =  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) )  ->  ( E* x  x  e.  ( J  fLim  f )  <->  E* x  x  e.  ( J  fLim  ( X filGen ( fi
`  ( ( ( nei `  J ) `
 { z } )  u.  ( ( nei `  J ) `
 { w }
) ) ) ) ) ) )
7877notbid 285 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( f  =  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) )  ->  ( -.  E* x  x  e.  ( J  fLim  f )  <->  -.  E* x  x  e.  ( J  fLim  ( X filGen ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) ) ) ) ) )
7978rspcev 2884 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( X filGen ( fi
`  ( ( ( nei `  J ) `
 { z } )  u.  ( ( nei `  J ) `
 { w }
) ) ) )  e.  ( Fil `  X
)  /\  -.  E* x  x  e.  ( J  fLim  ( X filGen ( fi
`  ( ( ( nei `  J ) `
 { z } )  u.  ( ( nei `  J ) `
 { w }
) ) ) ) ) )  ->  E. f  e.  ( Fil `  X
)  -.  E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) )
8045, 74, 79syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
) )  ->  E. f  e.  ( Fil `  X
)  -.  E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) )
8180ex 423 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( ( fi `  ( ( ( nei `  J ) `  {
z } )  u.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ) )  e.  ( fBas `  X
)  ->  E. f  e.  ( Fil `  X
)  -.  E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) ) )
8243, 81sylbird 226 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( ( ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) )  C_  ~P X  /\  (
( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) )  =/=  (/)  /\  -.  (/)  e.  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) ) )  ->  E. f  e.  ( Fil `  X
)  -.  E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) ) )
8339, 82syld 40 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( -.  (/)  e.  ( fi `  ( ( ( nei `  J
) `  { z } )  u.  (
( nei `  J
) `  { w } ) ) )  ->  E. f  e.  ( Fil `  X )  -.  E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) ) )
8426, 83sylbird 226 . . . . . . . . 9  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( A. u  e.  ( ( nei `  J
) `  { z } ) A. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ( u  i^i  v )  =/=  (/)  ->  E. f  e.  ( Fil `  X )  -.  E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) ) )
85 df-ne 2448 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( u  i^i  v )  =/=  (/)  <->  -.  ( u  i^i  v )  =  (/) )
8685ralbii 2567 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A. v  e.  ( ( nei `  J ) `  { w } ) ( u  i^i  v
)  =/=  (/)  <->  A. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } )  -.  (
u  i^i  v )  =  (/) )
87 ralnex 2553 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A. v  e.  ( ( nei `  J ) `  { w } )  -.  ( u  i^i  v )  =  (/)  <->  -.  E. v  e.  ( ( nei `  J ) `
 { w }
) ( u  i^i  v )  =  (/) )
8886, 87bitri 240 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A. v  e.  ( ( nei `  J ) `  { w } ) ( u  i^i  v
)  =/=  (/)  <->  -.  E. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ( u  i^i  v )  =  (/) )
8988ralbii 2567 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. u  e.  ( ( nei `  J ) `  { z } ) A. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ( u  i^i  v )  =/=  (/) 
<-> 
A. u  e.  ( ( nei `  J
) `  { z } )  -.  E. v  e.  ( ( nei `  J ) `  { w } ) ( u  i^i  v
)  =  (/) )
90 ralnex 2553 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. u  e.  ( ( nei `  J ) `  { z } )  -.  E. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ( u  i^i  v )  =  (/) 
<->  -.  E. u  e.  ( ( nei `  J
) `  { z } ) E. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ( u  i^i  v )  =  (/) )
9189, 90bitri 240 . . . . . . . . 9  |-  ( A. u  e.  ( ( nei `  J ) `  { z } ) A. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ( u  i^i  v )  =/=  (/) 
<->  -.  E. u  e.  ( ( nei `  J
) `  { z } ) E. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ( u  i^i  v )  =  (/) )
92 rexnal 2554 . . . . . . . . 9  |-  ( E. f  e.  ( Fil `  X )  -.  E* x  x  e.  ( J  fLim  f )  <->  -.  A. f  e.  ( Fil `  X
) E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) )
9384, 91, 923imtr3g 260 . . . . . . . 8  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( -.  E. u  e.  ( ( nei `  J
) `  { z } ) E. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ( u  i^i  v )  =  (/)  ->  -.  A. f  e.  ( Fil `  X
) E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) ) )
9493con4d 97 . . . . . . 7  |-  ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  -> 
( A. f  e.  ( Fil `  X
) E* x  x  e.  ( J  fLim  f )  ->  E. u  e.  ( ( nei `  J
) `  { z } ) E. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ( u  i^i  v )  =  (/) ) )
9594imp 418 . . . . . 6  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X )  /\  z  =/=  w ) )  /\  A. f  e.  ( Fil `  X ) E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) )  ->  E. u  e.  (
( nei `  J
) `  { z } ) E. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ( u  i^i  v )  =  (/) )
9695an32s 779 . . . . 5  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\ 
A. f  e.  ( Fil `  X ) E* x  x  e.  ( J  fLim  f
) )  /\  (
( z  e.  X  /\  w  e.  X
)  /\  z  =/=  w ) )  ->  E. u  e.  (
( nei `  J
) `  { z } ) E. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ( u  i^i  v )  =  (/) )
9796expr 598 . . . 4  |-  ( ( ( J  e.  Top  /\ 
A. f  e.  ( Fil `  X ) E* x  x  e.  ( J  fLim  f
) )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  ( z  =/=  w  ->  E. u  e.  ( ( nei `  J
) `  { z } ) E. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ( u  i^i  v )  =  (/) ) )
9897ralrimivva 2635 . . 3  |-  ( ( J  e.  Top  /\  A. f  e.  ( Fil `  X ) E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) )  ->  A. z  e.  X  A. w  e.  X  ( z  =/=  w  ->  E. u  e.  ( ( nei `  J
) `  { z } ) E. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ( u  i^i  v )  =  (/) ) )
99 simpl 443 . . . . 5  |-  ( ( J  e.  Top  /\  A. f  e.  ( Fil `  X ) E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) )  ->  J  e.  Top )
10099, 7sylib 188 . . . 4  |-  ( ( J  e.  Top  /\  A. f  e.  ( Fil `  X ) E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) )  ->  J  e.  (TopOn `  X
) )
101 hausnei2 17081 . . . 4  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  ( J  e.  Haus  <->  A. z  e.  X  A. w  e.  X  ( z  =/=  w  ->  E. u  e.  ( ( nei `  J
) `  { z } ) E. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ( u  i^i  v )  =  (/) ) ) )
102100, 101syl 15 . . 3  |-  ( ( J  e.  Top  /\  A. f  e.  ( Fil `  X ) E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) )  -> 
( J  e.  Haus  <->  A. z  e.  X  A. w  e.  X  (
z  =/=  w  ->  E. u  e.  (
( nei `  J
) `  { z } ) E. v  e.  ( ( nei `  J
) `  { w } ) ( u  i^i  v )  =  (/) ) ) )
10398, 102mpbird 223 . 2  |-  ( ( J  e.  Top  /\  A. f  e.  ( Fil `  X ) E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) )  ->  J  e.  Haus )
1044, 103impbii 180 1  |-  ( J  e.  Haus  <->  ( J  e. 
Top  /\  A. f  e.  ( Fil `  X
) E* x  x  e.  ( J  fLim  f ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 176    /\ wa 358    /\ w3a 934    = wceq 1623    e. wcel 1684   E*wmo 2144    =/= wne 2446   A.wral 2543   E.wrex 2544   _Vcvv 2788    u. cun 3150    i^i cin 3151    C_ wss 3152   (/)c0 3455   ~Pcpw 3625   {csn 3640   U.cuni 3827   ` cfv 5255  (class class class)co 5858   ficfi 7164   Topctop 16631  TopOnctopon 16632   neicnei 16834   Hauscha 17036   fBascfbas 17518   filGencfg 17519   Filcfil 17540    fLim cflim 17629
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1533  ax-5 1544  ax-17 1603  ax-9 1635  ax-8 1643  ax-13 1686  ax-14 1688  ax-6 1703  ax-7 1708  ax-11 1715  ax-12 1866  ax-ext 2264  ax-rep 4131  ax-sep 4141  ax-nul 4149  ax-pow 4188  ax-pr 4214  ax-un 4512
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1529  df-nf 1532  df-sb 1630  df-eu 2147  df-mo 2148  df-clab 2270  df-cleq 2276  df-clel 2279  df-nfc 2408  df-ne 2448  df-nel 2449  df-ral 2548  df-rex 2549  df-reu 2550  df-rab 2552  df-v 2790  df-sbc 2992  df-csb 3082  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-pss 3168  df-nul 3456  df-if 3566  df-pw 3627  df-sn 3646  df-pr 3647  df-tp 3648  df-op 3649  df-uni 3828  df-int 3863  df-iun 3907  df-br 4024  df-opab 4078  df-mpt 4079  df-tr 4114  df-eprel 4305  df-id 4309  df-po 4314  df-so 4315  df-fr 4352  df-we 4354  df-ord 4395  df-on 4396  df-lim 4397  df-suc 4398  df-om 4657  df-xp 4695  df-rel 4696  df-cnv 4697  df-co 4698  df-dm 4699  df-rn 4700  df-res 4701  df-ima 4702  df-iota 5219  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-ov 5861  df-oprab 5862  df-mpt2 5863  df-recs 6388  df-rdg 6423  df-1o 6479  df-oadd 6483  df-er 6660  df-en 6864  df-fin 6867  df-fi 7165  df-top 16636  df-topon 16639  df-nei 16835  df-haus 17043  df-fbas 17520  df-fg 17521  df-fil 17541  df-flim 17634
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