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Theorem tgcmp 17144
Description: A topology generated by a basis is compact iff open covers drawn from the basis have finite subcovers. (See also alexsub 17755, which further specializes to subbases, assuming the ultrafilter lemma.) (Contributed by Mario Carneiro, 26-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
tgcmp  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( ( topGen `  B
)  e.  Comp  <->  A. y  e.  ~P  B ( X  =  U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i  Fin ) X  =  U. z
) ) )
Distinct variable groups:    y, z, B    y, X, z

Proof of Theorem tgcmp
Dummy variables  t 
f  u  v  w are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2296 . . . . 5  |-  U. ( topGen `
 B )  = 
U. ( topGen `  B
)
21iscmp 17131 . . . 4  |-  ( (
topGen `  B )  e. 
Comp 
<->  ( ( topGen `  B
)  e.  Top  /\  A. y  e.  ~P  ( topGen `
 B ) ( U. ( topGen `  B
)  =  U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i  Fin ) U. ( topGen `  B
)  =  U. z
) ) )
32simprbi 450 . . 3  |-  ( (
topGen `  B )  e. 
Comp  ->  A. y  e.  ~P  ( topGen `  B )
( U. ( topGen `  B )  =  U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i  Fin ) U. ( topGen `  B
)  =  U. z
) )
4 unitg 16721 . . . . . . . 8  |-  ( B  e.  TopBases  ->  U. ( topGen `  B
)  =  U. B
)
5 eqtr3 2315 . . . . . . . 8  |-  ( ( U. ( topGen `  B
)  =  U. B  /\  X  =  U. B )  ->  U. ( topGen `
 B )  =  X )
64, 5sylan 457 . . . . . . 7  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  ->  U. ( topGen `  B )  =  X )
76eqeq1d 2304 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( U. ( topGen `  B )  =  U. y 
<->  X  =  U. y
) )
86eqeq1d 2304 . . . . . . 7  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( U. ( topGen `  B )  =  U. z 
<->  X  =  U. z
) )
98rexbidv 2577 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( E. z  e.  ( ~P y  i^i 
Fin ) U. ( topGen `
 B )  = 
U. z  <->  E. z  e.  ( ~P y  i^i 
Fin ) X  = 
U. z ) )
107, 9imbi12d 311 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( ( U. ( topGen `
 B )  = 
U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i 
Fin ) U. ( topGen `
 B )  = 
U. z )  <->  ( X  =  U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i 
Fin ) X  = 
U. z ) ) )
1110ralbidv 2576 . . . 4  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( A. y  e. 
~P  ( topGen `  B
) ( U. ( topGen `
 B )  = 
U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i 
Fin ) U. ( topGen `
 B )  = 
U. z )  <->  A. y  e.  ~P  ( topGen `  B
) ( X  = 
U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i 
Fin ) X  = 
U. z ) ) )
12 bastg 16720 . . . . . . 7  |-  ( B  e.  TopBases  ->  B  C_  ( topGen `
 B ) )
1312adantr 451 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  ->  B  C_  ( topGen `  B
) )
14 sspwb 4239 . . . . . 6  |-  ( B 
C_  ( topGen `  B
)  <->  ~P B  C_  ~P ( topGen `  B )
)
1513, 14sylib 188 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  ->  ~P B  C_  ~P ( topGen `
 B ) )
16 ssralv 3250 . . . . 5  |-  ( ~P B  C_  ~P ( topGen `
 B )  -> 
( A. y  e. 
~P  ( topGen `  B
) ( X  = 
U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i 
Fin ) X  = 
U. z )  ->  A. y  e.  ~P  B ( X  = 
U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i 
Fin ) X  = 
U. z ) ) )
1715, 16syl 15 . . . 4  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( A. y  e. 
~P  ( topGen `  B
) ( X  = 
U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i 
Fin ) X  = 
U. z )  ->  A. y  e.  ~P  B ( X  = 
U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i 
Fin ) X  = 
U. z ) ) )
1811, 17sylbid 206 . . 3  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( A. y  e. 
~P  ( topGen `  B
) ( U. ( topGen `
 B )  = 
U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i 
Fin ) U. ( topGen `
 B )  = 
U. z )  ->  A. y  e.  ~P  B ( X  = 
U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i 
Fin ) X  = 
U. z ) ) )
193, 18syl5 28 . 2  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( ( topGen `  B
)  e.  Comp  ->  A. y  e.  ~P  B
( X  =  U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i  Fin ) X  =  U. z ) ) )
20 elpwi 3646 . . . . 5  |-  ( u  e.  ~P ( topGen `  B )  ->  u  C_  ( topGen `  B )
)
21 simprr 733 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  ->  X  =  U. u
)
22 simprl 732 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  ->  u  C_  ( topGen `  B
) )
2322sselda 3193 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( B  e.  TopBases 
/\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  t  e.  u
)  ->  t  e.  ( topGen `  B )
)
2423adantrr 697 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( B  e.  TopBases 
/\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( t  e.  u  /\  y  e.  t ) )  -> 
t  e.  ( topGen `  B ) )
25 simprr 733 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( B  e.  TopBases 
/\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( t  e.  u  /\  y  e.  t ) )  -> 
y  e.  t )
26 tg2 16719 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( t  e.  ( topGen `  B )  /\  y  e.  t )  ->  E. w  e.  B  ( y  e.  w  /\  w  C_  t ) )
2724, 25, 26syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( B  e.  TopBases 
/\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( t  e.  u  /\  y  e.  t ) )  ->  E. w  e.  B  ( y  e.  w  /\  w  C_  t ) )
2827expr 598 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( B  e.  TopBases 
/\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  t  e.  u
)  ->  ( y  e.  t  ->  E. w  e.  B  ( y  e.  w  /\  w  C_  t ) ) )
2928reximdva 2668 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  -> 
( E. t  e.  u  y  e.  t  ->  E. t  e.  u  E. w  e.  B  ( y  e.  w  /\  w  C_  t ) ) )
30 eluni2 3847 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  e.  U. u  <->  E. t  e.  u  y  e.  t )
31 elunirab 3856 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  e.  U. { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  <->  E. w  e.  B  ( y  e.  w  /\  E. t  e.  u  w  C_  t
) )
32 r19.42v 2707 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( E. t  e.  u  ( y  e.  w  /\  w  C_  t )  <->  ( y  e.  w  /\  E. t  e.  u  w  C_  t
) )
3332rexbii 2581 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( E. w  e.  B  E. t  e.  u  (
y  e.  w  /\  w  C_  t )  <->  E. w  e.  B  ( y  e.  w  /\  E. t  e.  u  w  C_  t
) )
34 rexcom 2714 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( E. w  e.  B  E. t  e.  u  (
y  e.  w  /\  w  C_  t )  <->  E. t  e.  u  E. w  e.  B  ( y  e.  w  /\  w  C_  t ) )
3531, 33, 343bitr2i 264 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  e.  U. { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  <->  E. t  e.  u  E. w  e.  B  ( y  e.  w  /\  w  C_  t ) )
3629, 30, 353imtr4g 261 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  -> 
( y  e.  U. u  ->  y  e.  U. { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t } ) )
3736ssrdv 3198 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  ->  U. u  C_  U. {
w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t } )
3821, 37eqsstrd 3225 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  ->  X  C_  U. { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t } )
39 ssrab2 3271 . . . . . . . . . . . 12  |-  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  C_  B
40 uniss 3864 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  C_  B  ->  U. { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  C_  U. B )
4139, 40ax-mp 8 . . . . . . . . . . 11  |-  U. {
w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  C_  U. B
42 simplr 731 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  ->  X  =  U. B )
4341, 42syl5sseqr 3240 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  ->  U. { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  C_  X )
4438, 43eqssd 3209 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  ->  X  =  U. { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t } )
45 elpw2g 4190 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( B  e.  TopBases  ->  ( { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  e.  ~P B 
<->  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  C_  B ) )
4645ad2antrr 706 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  -> 
( { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  e.  ~P B  <->  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  C_  B ) )
4739, 46mpbiri 224 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  ->  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  e.  ~P B )
48 unieq 3852 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  =  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  ->  U. y  =  U. { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t } )
4948eqeq2d 2307 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  =  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  ->  ( X  = 
U. y  <->  X  =  U. { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t } ) )
50 pweq 3641 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  =  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  ->  ~P y  =  ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t } )
5150ineq1d 3382 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  =  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  ->  ( ~P y  i^i  Fin )  =  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin ) )
5251rexeqdv 2756 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  =  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  ->  ( E. z  e.  ( ~P y  i^i 
Fin ) X  = 
U. z  <->  E. z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin ) X  =  U. z ) )
5349, 52imbi12d 311 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  ->  ( ( X  =  U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i  Fin ) X  =  U. z
)  <->  ( X  = 
U. { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  ->  E. z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin ) X  =  U. z ) ) )
5453rspcv 2893 . . . . . . . . . 10  |-  ( { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  e.  ~P B  ->  ( A. y  e.  ~P  B
( X  =  U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i  Fin ) X  =  U. z )  ->  ( X  =  U. { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  ->  E. z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin ) X  =  U. z ) ) )
5547, 54syl 15 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  -> 
( A. y  e. 
~P  B ( X  =  U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i  Fin ) X  =  U. z
)  ->  ( X  =  U. { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  ->  E. z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin ) X  =  U. z ) ) )
5644, 55mpid 37 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  -> 
( A. y  e. 
~P  B ( X  =  U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i  Fin ) X  =  U. z
)  ->  E. z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin ) X  =  U. z ) )
57 elfpw 7173 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( z  e.  ( ~P {
w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  <->  ( z  C_  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  /\  z  e.  Fin )
)
5857simprbi 450 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( z  e.  ( ~P {
w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  ->  z  e.  Fin )
5958ad2antrl 708 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( B  e.  TopBases 
/\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  -> 
z  e.  Fin )
6057simplbi 446 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( z  e.  ( ~P {
w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  ->  z  C_  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t } )
6160ad2antrl 708 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( B  e.  TopBases 
/\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  -> 
z  C_  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t } )
62 ssrab 3264 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( z 
C_  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t } 
<->  ( z  C_  B  /\  A. w  e.  z  E. t  e.  u  w  C_  t ) )
6362simprbi 450 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( z 
C_  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  ->  A. w  e.  z  E. t  e.  u  w  C_  t )
6461, 63syl 15 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( B  e.  TopBases 
/\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  ->  A. w  e.  z  E. t  e.  u  w  C_  t )
65 sseq2 3213 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( t  =  ( f `  w )  ->  (
w  C_  t  <->  w  C_  (
f `  w )
) )
6665ac6sfi 7117 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( z  e.  Fin  /\  A. w  e.  z  E. t  e.  u  w  C_  t )  ->  E. f
( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
) )
6759, 64, 66syl2anc 642 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( B  e.  TopBases 
/\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  ->  E. f ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  ( f `  w
) ) )
68 frn 5411 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( f : z --> u  ->  ran  f  C_  u )
6968ad2antrl 708 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  /\  ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
) )  ->  ran  f  C_  u )
70 ffn 5405 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( f : z --> u  -> 
f  Fn  z )
71 dffn4 5473 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( f  Fn  z  <->  f :
z -onto-> ran  f )
7270, 71sylib 188 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( f : z --> u  -> 
f : z -onto-> ran  f )
7372adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
)  ->  f :
z -onto-> ran  f )
74 fofi 7158 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( z  e.  Fin  /\  f : z -onto-> ran  f
)  ->  ran  f  e. 
Fin )
7559, 73, 74syl2an 463 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  /\  ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
) )  ->  ran  f  e.  Fin )
76 elfpw 7173 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ran  f  e.  ( ~P u  i^i  Fin )  <->  ( ran  f  C_  u  /\  ran  f  e.  Fin ) )
7769, 75, 76sylanbrc 645 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  /\  ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
) )  ->  ran  f  e.  ( ~P u  i^i  Fin ) )
78 simplrr 737 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  /\  ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
) )  ->  X  =  U. z )
79 uniiun 3971 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  U. z  =  U_ w  e.  z  w
80 ss2iun 3936 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( A. w  e.  z  w  C_  ( f `  w
)  ->  U_ w  e.  z  w  C_  U_ w  e.  z  ( f `  w ) )
8179, 80syl5eqss 3235 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( A. w  e.  z  w  C_  ( f `  w
)  ->  U. z  C_ 
U_ w  e.  z  ( f `  w
) )
8281ad2antll 709 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  /\  ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
) )  ->  U. z  C_ 
U_ w  e.  z  ( f `  w
) )
83 fniunfv 5789 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( f  Fn  z  ->  U_ w  e.  z  ( f `  w )  =  U. ran  f )
8470, 83syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( f : z --> u  ->  U_ w  e.  z 
( f `  w
)  =  U. ran  f )
8584ad2antrl 708 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  /\  ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
) )  ->  U_ w  e.  z  ( f `  w )  =  U. ran  f )
8682, 85sseqtrd 3227 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  /\  ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
) )  ->  U. z  C_ 
U. ran  f )
8778, 86eqsstrd 3225 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  /\  ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
) )  ->  X  C_ 
U. ran  f )
88 uniss 3864 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ran  f  C_  u  ->  U.
ran  f  C_  U. u
)
8969, 88syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  /\  ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
) )  ->  U. ran  f  C_  U. u )
9021ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  /\  ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
) )  ->  X  =  U. u )
9189, 90sseqtr4d 3228 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  /\  ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
) )  ->  U. ran  f  C_  X )
9287, 91eqssd 3209 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  /\  ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
) )  ->  X  =  U. ran  f )
93 unieq 3852 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( v  =  ran  f  ->  U. v  =  U. ran  f )
9493eqeq2d 2307 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( v  =  ran  f  -> 
( X  =  U. v 
<->  X  =  U. ran  f ) )
9594rspcev 2897 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ran  f  e.  ( ~P u  i^i  Fin )  /\  X  =  U. ran  f )  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) X  = 
U. v )
9677, 92, 95syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  /\  ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
) )  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) X  = 
U. v )
9796ex 423 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( B  e.  TopBases 
/\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  -> 
( ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  ( f `  w
) )  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) X  = 
U. v ) )
9897exlimdv 1626 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( B  e.  TopBases 
/\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  -> 
( E. f ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
)  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) X  = 
U. v ) )
9967, 98mpd 14 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( B  e.  TopBases 
/\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  ( z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  /\  X  =  U. z ) )  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i  Fin ) X  =  U. v
)
10099expr 598 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( B  e.  TopBases 
/\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin ) )  ->  ( X  = 
U. z  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) X  = 
U. v ) )
101100rexlimdva 2680 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  -> 
( E. z  e.  ( ~P { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin ) X  =  U. z  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i  Fin ) X  =  U. v ) )
10256, 101syld 40 . . . . . . 7  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  -> 
( A. y  e. 
~P  B ( X  =  U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i  Fin ) X  =  U. z
)  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) X  = 
U. v ) )
103102expr 598 . . . . . 6  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  u  C_  ( topGen `
 B ) )  ->  ( X  = 
U. u  ->  ( A. y  e.  ~P  B ( X  = 
U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i 
Fin ) X  = 
U. z )  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i  Fin ) X  =  U. v
) ) )
104103com23 72 . . . . 5  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  u  C_  ( topGen `
 B ) )  ->  ( A. y  e.  ~P  B ( X  =  U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i  Fin ) X  =  U. z
)  ->  ( X  =  U. u  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) X  = 
U. v ) ) )
10520, 104sylan2 460 . . . 4  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  u  e.  ~P ( topGen `  B )
)  ->  ( A. y  e.  ~P  B
( X  =  U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i  Fin ) X  =  U. z )  ->  ( X  =  U. u  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i  Fin ) X  =  U. v ) ) )
106105ralrimdva 2646 . . 3  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( A. y  e. 
~P  B ( X  =  U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i  Fin ) X  =  U. z
)  ->  A. u  e.  ~P  ( topGen `  B
) ( X  = 
U. u  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) X  = 
U. v ) ) )
107 tgcl 16723 . . . . . 6  |-  ( B  e.  TopBases  ->  ( topGen `  B
)  e.  Top )
108107adantr 451 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( topGen `  B )  e.  Top )
1091iscmp 17131 . . . . . 6  |-  ( (
topGen `  B )  e. 
Comp 
<->  ( ( topGen `  B
)  e.  Top  /\  A. u  e.  ~P  ( topGen `
 B ) ( U. ( topGen `  B
)  =  U. u  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i  Fin ) U. ( topGen `  B
)  =  U. v
) ) )
110109baib 871 . . . . 5  |-  ( (
topGen `  B )  e. 
Top  ->  ( ( topGen `  B )  e.  Comp  <->  A. u  e.  ~P  ( topGen `
 B ) ( U. ( topGen `  B
)  =  U. u  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i  Fin ) U. ( topGen `  B
)  =  U. v
) ) )
111108, 110syl 15 . . . 4  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( ( topGen `  B
)  e.  Comp  <->  A. u  e.  ~P  ( topGen `  B
) ( U. ( topGen `
 B )  = 
U. u  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) U. ( topGen `
 B )  = 
U. v ) ) )
1126eqeq1d 2304 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( U. ( topGen `  B )  =  U. u 
<->  X  =  U. u
) )
1136eqeq1d 2304 . . . . . . 7  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( U. ( topGen `  B )  =  U. v 
<->  X  =  U. v
) )
114113rexbidv 2577 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) U. ( topGen `
 B )  = 
U. v  <->  E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) X  = 
U. v ) )
115112, 114imbi12d 311 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( ( U. ( topGen `
 B )  = 
U. u  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) U. ( topGen `
 B )  = 
U. v )  <->  ( X  =  U. u  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) X  = 
U. v ) ) )
116115ralbidv 2576 . . . 4  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( A. u  e. 
~P  ( topGen `  B
) ( U. ( topGen `
 B )  = 
U. u  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) U. ( topGen `
 B )  = 
U. v )  <->  A. u  e.  ~P  ( topGen `  B
) ( X  = 
U. u  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) X  = 
U. v ) ) )
117111, 116bitrd 244 . . 3  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( ( topGen `  B
)  e.  Comp  <->  A. u  e.  ~P  ( topGen `  B
) ( X  = 
U. u  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) X  = 
U. v ) ) )
118106, 117sylibrd 225 . 2  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( A. y  e. 
~P  B ( X  =  U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i  Fin ) X  =  U. z
)  ->  ( topGen `  B )  e.  Comp ) )
11919, 118impbid 183 1  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( ( topGen `  B
)  e.  Comp  <->  A. y  e.  ~P  B ( X  =  U. y  ->  E. z  e.  ( ~P y  i^i  Fin ) X  =  U. z
) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 176    /\ wa 358   E.wex 1531    = wceq 1632    e. wcel 1696   A.wral 2556   E.wrex 2557   {crab 2560    i^i cin 3164    C_ wss 3165   ~Pcpw 3638   U.cuni 3843   U_ciun 3921   ran crn 4706    Fn wfn 5266   -->wf 5267   -onto->wfo 5269   ` cfv 5271   Fincfn 6879   topGenctg 13358   Topctop 16647   TopBasesctb 16651   Compccmp 17129
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1536  ax-5 1547  ax-17 1606  ax-9 1644  ax-8 1661  ax-13 1698  ax-14 1700  ax-6 1715  ax-7 1720  ax-11 1727  ax-12 1878  ax-ext 2277  ax-sep 4157  ax-nul 4165  ax-pow 4204  ax-pr 4230  ax-un 4528
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 1532  df-nf 1535  df-sb 1639  df-eu 2160  df-mo 2161  df-clab 2283  df-cleq 2289  df-clel 2292  df-nfc 2421  df-ne 2461  df-ral 2561  df-rex 2562  df-reu 2563  df-rab 2565  df-v 2803  df-sbc 3005  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-pss 3181  df-nul 3469  df-if 3579  df-pw 3640  df-sn 3659  df-pr 3660  df-tp 3661  df-op 3662  df-uni 3844  df-iun 3923  df-br 4040  df-opab 4094  df-mpt 4095  df-tr 4130  df-eprel 4321  df-id 4325  df-po 4330  df-so 4331  df-fr 4368  df-we 4370  df-ord 4411  df-on 4412  df-lim 4413  df-suc 4414  df-om 4673  df-xp 4711  df-rel 4712  df-cnv 4713  df-co 4714  df-dm 4715  df-rn 4716  df-res 4717  df-ima 4718  df-iota 5235  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-1o 6495  df-er 6676  df-en 6880  df-dom 6881  df-fin 6883  df-topgen 13360  df-top 16652  df-bases 16654  df-cmp 17130
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