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Theorem ufileu 17614
Description: If the ultrafilter containing a given filter is unique, the filter is an ultrafilter. (Contributed by Jeff Hankins, 3-Dec-2009.) (Revised by Mario Carneiro, 2-Oct-2015.)
Assertion
Ref Expression
ufileu  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  ( F  e.  ( UFil `  X
)  <->  E! f  e.  (
UFil `  X ) F  C_  f ) )
Distinct variable groups:    f, F    f, X

Proof of Theorem ufileu
Dummy variables  g  x are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ufilfil 17599 . . . . 5  |-  ( f  e.  ( UFil `  X
)  ->  f  e.  ( Fil `  X ) )
2 ufilmax 17602 . . . . . . . 8  |-  ( ( F  e.  ( UFil `  X )  /\  f  e.  ( Fil `  X
)  /\  F  C_  f
)  ->  F  =  f )
323expa 1151 . . . . . . 7  |-  ( ( ( F  e.  (
UFil `  X )  /\  f  e.  ( Fil `  X ) )  /\  F  C_  f
)  ->  F  =  f )
43eqcomd 2288 . . . . . 6  |-  ( ( ( F  e.  (
UFil `  X )  /\  f  e.  ( Fil `  X ) )  /\  F  C_  f
)  ->  f  =  F )
54ex 423 . . . . 5  |-  ( ( F  e.  ( UFil `  X )  /\  f  e.  ( Fil `  X
) )  ->  ( F  C_  f  ->  f  =  F ) )
61, 5sylan2 460 . . . 4  |-  ( ( F  e.  ( UFil `  X )  /\  f  e.  ( UFil `  X
) )  ->  ( F  C_  f  ->  f  =  F ) )
76ralrimiva 2626 . . 3  |-  ( F  e.  ( UFil `  X
)  ->  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f  ->  f  =  F ) )
8 ssid 3197 . . . 4  |-  F  C_  F
9 sseq2 3200 . . . . 5  |-  ( f  =  F  ->  ( F  C_  f  <->  F  C_  F
) )
109eqreu 2957 . . . 4  |-  ( ( F  e.  ( UFil `  X )  /\  F  C_  F  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f  ->  f  =  F ) )  ->  E! f  e.  ( UFil `  X ) F  C_  f )
118, 10mp3an2 1265 . . 3  |-  ( ( F  e.  ( UFil `  X )  /\  A. f  e.  ( UFil `  X ) ( F 
C_  f  ->  f  =  F ) )  ->  E! f  e.  ( UFil `  X ) F 
C_  f )
127, 11mpdan 649 . 2  |-  ( F  e.  ( UFil `  X
)  ->  E! f  e.  ( UFil `  X
) F  C_  f
)
13 reu6 2954 . . 3  |-  ( E! f  e.  ( UFil `  X ) F  C_  f 
<->  E. g  e.  (
UFil `  X ) A. f  e.  ( UFil `  X ) ( F  C_  f  <->  f  =  g ) )
14 ibibr 332 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( f  =  g  ->  F  C_  f )  <->  ( f  =  g  ->  ( F 
C_  f  <->  f  =  g ) ) )
1514pm5.74ri 237 . . . . . . . . . 10  |-  ( f  =  g  ->  ( F  C_  f  <->  ( F  C_  f  <->  f  =  g ) ) )
16 sseq2 3200 . . . . . . . . . 10  |-  ( f  =  g  ->  ( F  C_  f  <->  F  C_  g
) )
1715, 16bitr3d 246 . . . . . . . . 9  |-  ( f  =  g  ->  (
( F  C_  f  <->  f  =  g )  <->  F  C_  g
) )
1817rspcva 2882 . . . . . . . 8  |-  ( ( g  e.  ( UFil `  X )  /\  A. f  e.  ( UFil `  X ) ( F 
C_  f  <->  f  =  g ) )  ->  F  C_  g )
1918adantll 694 . . . . . . 7  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  ->  F  C_  g
)
20 ufilfil 17599 . . . . . . . . . . 11  |-  ( g  e.  ( UFil `  X
)  ->  g  e.  ( Fil `  X ) )
21 filelss 17547 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( g  e.  ( Fil `  X )  /\  x  e.  g )  ->  x  C_  X )
2221ex 423 . . . . . . . . . . 11  |-  ( g  e.  ( Fil `  X
)  ->  ( x  e.  g  ->  x  C_  X ) )
2320, 22syl 15 . . . . . . . . . 10  |-  ( g  e.  ( UFil `  X
)  ->  ( x  e.  g  ->  x  C_  X ) )
2423ad2antlr 707 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  ->  ( x  e.  g  ->  x  C_  X ) )
25 filsspw 17546 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  F  C_  ~P X )
2625ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  F  C_  ~P X )
27 difss 3303 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( X 
\  x )  C_  X
28 filtop 17550 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  X  e.  F )
2928ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  X  e.  F )
30 difexg 4162 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( X  e.  F  ->  ( X  \  x )  e. 
_V )
3129, 30syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X  \  x
)  e.  _V )
32 elpwg 3632 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( X  \  x )  e.  _V  ->  (
( X  \  x
)  e.  ~P X  <->  ( X  \  x ) 
C_  X ) )
3331, 32syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( ( X  \  x )  e.  ~P X 
<->  ( X  \  x
)  C_  X )
)
3427, 33mpbiri 224 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X  \  x
)  e.  ~P X
)
3534snssd 3760 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  { ( X  \  x ) }  C_  ~P X )
3626, 35unssd 3351 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( F  u.  {
( X  \  x
) } )  C_  ~P X )
37 ssun1 3338 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  F  C_  ( F  u.  { ( X  \  x ) } )
38 filn0 17557 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  F  =/=  (/) )
3938ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  F  =/=  (/) )
40 ssn0 3487 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( F  C_  ( F  u.  { ( X  \  x ) } )  /\  F  =/=  (/) )  -> 
( F  u.  {
( X  \  x
) } )  =/=  (/) )
4137, 39, 40sylancr 644 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( F  u.  {
( X  \  x
) } )  =/=  (/) )
42 filelss 17547 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  f  e.  F )  ->  f  C_  X )
4342ad2ant2rl 729 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  f  e.  F ) )  -> 
f  C_  X )
44 df-ss 3166 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( f 
C_  X  <->  ( f  i^i  X )  =  f )
4543, 44sylib 188 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  f  e.  F ) )  -> 
( f  i^i  X
)  =  f )
4645sseq1d 3205 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  f  e.  F ) )  -> 
( ( f  i^i 
X )  C_  x  <->  f 
C_  x ) )
47 filss 17548 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  (
f  e.  F  /\  x  C_  X  /\  f  C_  x ) )  ->  x  e.  F )
48473exp2 1169 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  ( f  e.  F  ->  ( x 
C_  X  ->  (
f  C_  x  ->  x  e.  F ) ) ) )
4948com23 72 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  ( x  C_  X  ->  ( f  e.  F  ->  ( f 
C_  x  ->  x  e.  F ) ) ) )
5049imp3a 420 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  ( (
x  C_  X  /\  f  e.  F )  ->  ( f  C_  x  ->  x  e.  F ) ) )
5150adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  ( UFil `  X
) )  ->  (
( x  C_  X  /\  f  e.  F
)  ->  ( f  C_  x  ->  x  e.  F ) ) )
5251imp 418 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  f  e.  F ) )  -> 
( f  C_  x  ->  x  e.  F ) )
5346, 52sylbid 206 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  f  e.  F ) )  -> 
( ( f  i^i 
X )  C_  x  ->  x  e.  F ) )
5453con3d 125 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  f  e.  F ) )  -> 
( -.  x  e.  F  ->  -.  (
f  i^i  X )  C_  x ) )
5554expr 598 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  x  C_  X
)  ->  ( f  e.  F  ->  ( -.  x  e.  F  ->  -.  ( f  i^i  X
)  C_  x )
) )
5655com23 72 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  x  C_  X
)  ->  ( -.  x  e.  F  ->  ( f  e.  F  ->  -.  ( f  i^i  X
)  C_  x )
) )
5756impr 602 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( f  e.  F  ->  -.  ( f  i^i 
X )  C_  x
) )
5857imp 418 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  g  e.  ( UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  /\  f  e.  F )  ->  -.  ( f  i^i 
X )  C_  x
)
59 ineq2 3364 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( g  =  ( X  \  x )  ->  (
f  i^i  g )  =  ( f  i^i  ( X  \  x
) ) )
6059neeq1d 2459 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( g  =  ( X  \  x )  ->  (
( f  i^i  g
)  =/=  (/)  <->  ( f  i^i  ( X  \  x
) )  =/=  (/) ) )
6160ralsng 3672 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( X  \  x )  e.  _V  ->  ( A. g  e.  { ( X  \  x ) }  ( f  i^i  g )  =/=  (/)  <->  ( f  i^i  ( X  \  x
) )  =/=  (/) ) )
62 inssdif0 3521 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( f  i^i  X ) 
C_  x  <->  ( f  i^i  ( X  \  x
) )  =  (/) )
6362necon3bbii 2477 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( -.  ( f  i^i  X
)  C_  x  <->  ( f  i^i  ( X  \  x
) )  =/=  (/) )
6461, 63syl6bbr 254 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( X  \  x )  e.  _V  ->  ( A. g  e.  { ( X  \  x ) }  ( f  i^i  g )  =/=  (/)  <->  -.  (
f  i^i  X )  C_  x ) )
6531, 64syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( A. g  e. 
{ ( X  \  x ) }  (
f  i^i  g )  =/=  (/)  <->  -.  ( f  i^i  X )  C_  x
) )
6665adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  g  e.  ( UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  /\  f  e.  F )  ->  ( A. g  e. 
{ ( X  \  x ) }  (
f  i^i  g )  =/=  (/)  <->  -.  ( f  i^i  X )  C_  x
) )
6758, 66mpbird 223 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  g  e.  ( UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  /\  f  e.  F )  ->  A. g  e.  {
( X  \  x
) }  ( f  i^i  g )  =/=  (/) )
6867ralrimiva 2626 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  A. f  e.  F  A. g  e.  { ( X  \  x ) }  ( f  i^i  g )  =/=  (/) )
69 filfbas 17543 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  F  e.  ( fBas `  X )
)
7069ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  F  e.  ( fBas `  X ) )
7127a1i 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X  \  x
)  C_  X )
72 ssdif0 3513 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( X 
C_  x  <->  ( X  \  x )  =  (/) )
73 eqss 3194 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( x  =  X  <->  ( x  C_  X  /\  X  C_  x ) )
7473simplbi2 608 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( x 
C_  X  ->  ( X  C_  x  ->  x  =  X ) )
75 eleq1 2343 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( x  =  X  ->  (
x  e.  F  <->  X  e.  F ) )
7675notbid 285 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( x  =  X  ->  ( -.  x  e.  F  <->  -.  X  e.  F ) )
7776biimpcd 215 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( -.  x  e.  F  -> 
( x  =  X  ->  -.  X  e.  F ) )
7874, 77sylan9 638 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F
)  ->  ( X  C_  x  ->  -.  X  e.  F ) )
7978adantl 452 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X  C_  x  ->  -.  X  e.  F
) )
8072, 79syl5bir 209 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( ( X  \  x )  =  (/)  ->  -.  X  e.  F
) )
8180necon2ad 2494 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X  e.  F  ->  ( X  \  x
)  =/=  (/) ) )
8229, 81mpd 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X  \  x
)  =/=  (/) )
83 snfbas 17561 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( X  \  x
)  C_  X  /\  ( X  \  x
)  =/=  (/)  /\  X  e.  F )  ->  { ( X  \  x ) }  e.  ( fBas `  X ) )
8471, 82, 29, 83syl3anc 1182 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  { ( X  \  x ) }  e.  ( fBas `  X )
)
85 fbunfip 17564 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( F  e.  ( fBas `  X )  /\  {
( X  \  x
) }  e.  (
fBas `  X )
)  ->  ( -.  (/) 
e.  ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) )  <->  A. f  e.  F  A. g  e.  { ( X  \  x ) }  (
f  i^i  g )  =/=  (/) ) )
8670, 84, 85syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( -.  (/)  e.  ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) )  <->  A. f  e.  F  A. g  e.  { ( X  \  x ) }  (
f  i^i  g )  =/=  (/) ) )
8768, 86mpbird 223 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  -.  (/)  e.  ( fi
`  ( F  u.  { ( X  \  x
) } ) ) )
88 fsubbas 17562 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( X  e.  F  ->  (
( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) )  e.  (
fBas `  X )  <->  ( ( F  u.  {
( X  \  x
) } )  C_  ~P X  /\  ( F  u.  { ( X  \  x ) } )  =/=  (/)  /\  -.  (/) 
e.  ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) ) ) )
8929, 88syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) )  e.  ( fBas `  X
)  <->  ( ( F  u.  { ( X 
\  x ) } )  C_  ~P X  /\  ( F  u.  {
( X  \  x
) } )  =/=  (/)  /\  -.  (/)  e.  ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) ) ) ) )
9036, 41, 87, 89mpbir3and 1135 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) )  e.  (
fBas `  X )
)
91 fgcl 17573 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) )  e.  (
fBas `  X )  ->  ( X filGen ( fi
`  ( F  u.  { ( X  \  x
) } ) ) )  e.  ( Fil `  X ) )
9290, 91syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X filGen ( fi
`  ( F  u.  { ( X  \  x
) } ) ) )  e.  ( Fil `  X ) )
93 filssufil 17607 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) )  e.  ( Fil `  X
)  ->  E. f  e.  ( UFil `  X
) ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) ) )  C_  f )
9492, 93syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  E. f  e.  ( UFil `  X ) ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) ) 
C_  f )
95 r19.29 2683 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( A. f  e.  (
UFil `  X )
( F  C_  f  <->  f  =  g )  /\  E. f  e.  ( UFil `  X ) ( X
filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) )  C_  f )  ->  E. f  e.  ( UFil `  X
) ( ( F 
C_  f  <->  f  =  g )  /\  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) ) 
C_  f ) )
96 bi1 178 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( F  C_  f  <->  f  =  g )  ->  ( F  C_  f  ->  f  =  g ) )
97 simpll 730 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  F  e.  ( Fil `  X ) )
98 snex 4216 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  { ( X  \  x ) }  e.  _V
99 unexg 4521 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  {
( X  \  x
) }  e.  _V )  ->  ( F  u.  { ( X  \  x
) } )  e. 
_V )
10097, 98, 99sylancl 643 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( F  u.  {
( X  \  x
) } )  e. 
_V )
101 ssfii 7172 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( F  u.  { ( X  \  x ) } )  e.  _V  ->  ( F  u.  {
( X  \  x
) } )  C_  ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) ) )
102100, 101syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( F  u.  {
( X  \  x
) } )  C_  ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) ) )
103 ssfg 17567 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) )  e.  (
fBas `  X )  ->  ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) )  C_  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) ) )
10490, 103syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) )  C_  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) ) )
105102, 104sstrd 3189 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( F  u.  {
( X  \  x
) } )  C_  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) ) )
10637, 105syl5ss 3190 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  F  C_  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) ) ) )
107 sstr2 3186 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( F 
C_  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) ) )  -> 
( ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) ) )  C_  f  ->  F  C_  f
) )
108106, 107syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) ) )  C_  f  ->  F  C_  f
) )
109108imim1d 69 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( ( F  C_  f  ->  f  =  g )  ->  ( ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) ) 
C_  f  ->  f  =  g ) ) )
110 sseq2 3200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( f  =  g  ->  (
( X filGen ( fi
`  ( F  u.  { ( X  \  x
) } ) ) )  C_  f  <->  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) )  C_  g ) )
111110biimpcd 215 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) ) 
C_  f  ->  (
f  =  g  -> 
( X filGen ( fi
`  ( F  u.  { ( X  \  x
) } ) ) )  C_  g )
)
112111a2i 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( X filGen ( fi
`  ( F  u.  { ( X  \  x
) } ) ) )  C_  f  ->  f  =  g )  -> 
( ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) ) )  C_  f  ->  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) ) )  C_  g ) )
11396, 109, 112syl56 30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( ( F  C_  f 
<->  f  =  g )  ->  ( ( X
filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) )  C_  f  ->  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) ) )  C_  g ) ) )
114113imp3a 420 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( ( ( F 
C_  f  <->  f  =  g )  /\  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) ) 
C_  f )  -> 
( X filGen ( fi
`  ( F  u.  { ( X  \  x
) } ) ) )  C_  g )
)
115114rexlimdvw 2670 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( E. f  e.  ( UFil `  X
) ( ( F 
C_  f  <->  f  =  g )  /\  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) ) 
C_  f )  -> 
( X filGen ( fi
`  ( F  u.  { ( X  \  x
) } ) ) )  C_  g )
)
11695, 115syl5 28 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( ( A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g )  /\  E. f  e.  ( UFil `  X
) ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) ) )  C_  f )  ->  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) ) 
C_  g ) )
11794, 116mpan2d 655 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g )  ->  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) ) )  C_  g ) )
118117imp 418 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  g  e.  ( UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  /\  A. f  e.  ( UFil `  X ) ( F 
C_  f  <->  f  =  g ) )  -> 
( X filGen ( fi
`  ( F  u.  { ( X  \  x
) } ) ) )  C_  g )
119118an32s 779 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  g  e.  ( UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  /\  ( x 
C_  X  /\  -.  x  e.  F )
)  ->  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) )  C_  g )
120 snidg 3665 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( X  \  x )  e.  _V  ->  ( X  \  x )  e. 
{ ( X  \  x ) } )
12131, 120syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X  \  x
)  e.  { ( X  \  x ) } )
122 elun2 3343 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( X  \  x )  e.  { ( X 
\  x ) }  ->  ( X  \  x )  e.  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) )
123121, 122syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X  \  x
)  e.  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) )
124105, 123sseldd 3181 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X  \  x
)  e.  ( X
filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) ) )
125124adantlr 695 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  g  e.  ( UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  /\  ( x 
C_  X  /\  -.  x  e.  F )
)  ->  ( X  \  x )  e.  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) ) )
126119, 125sseldd 3181 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  g  e.  ( UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  /\  ( x 
C_  X  /\  -.  x  e.  F )
)  ->  ( X  \  x )  e.  g )
127 simpllr 735 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  g  e.  ( UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  /\  ( x 
C_  X  /\  -.  x  e.  F )
)  ->  g  e.  ( UFil `  X )
)
128 simprl 732 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  g  e.  ( UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  /\  ( x 
C_  X  /\  -.  x  e.  F )
)  ->  x  C_  X
)
129 ufilb 17601 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( g  e.  ( UFil `  X )  /\  x  C_  X )  ->  ( -.  x  e.  g  <->  ( X  \  x )  e.  g ) )
130127, 128, 129syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  g  e.  ( UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  /\  ( x 
C_  X  /\  -.  x  e.  F )
)  ->  ( -.  x  e.  g  <->  ( X  \  x )  e.  g ) )
131126, 130mpbird 223 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  g  e.  ( UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  /\  ( x 
C_  X  /\  -.  x  e.  F )
)  ->  -.  x  e.  g )
132131expr 598 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  g  e.  ( UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  /\  x  C_  X )  ->  ( -.  x  e.  F  ->  -.  x  e.  g ) )
133132con4d 97 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( F  e.  ( Fil `  X
)  /\  g  e.  ( UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  /\  x  C_  X )  ->  (
x  e.  g  ->  x  e.  F )
)
134133ex 423 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  ->  ( x  C_  X  ->  ( x  e.  g  ->  x  e.  F ) ) )
135134com23 72 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  ->  ( x  e.  g  ->  ( x 
C_  X  ->  x  e.  F ) ) )
13624, 135mpdd 36 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  ->  ( x  e.  g  ->  x  e.  F ) )
137136ssrdv 3185 . . . . . . 7  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  ->  g  C_  F )
13819, 137eqssd 3196 . . . . . 6  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  ->  F  =  g )
139 simplr 731 . . . . . 6  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  ->  g  e.  ( UFil `  X )
)
140138, 139eqeltrd 2357 . . . . 5  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  ->  F  e.  ( UFil `  X )
)
141140ex 423 . . . 4  |-  ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  ( UFil `  X
) )  ->  ( A. f  e.  ( UFil `  X ) ( F  C_  f  <->  f  =  g )  ->  F  e.  ( UFil `  X
) ) )
142141rexlimdva 2667 . . 3  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  ( E. g  e.  ( UFil `  X ) A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g )  ->  F  e.  (
UFil `  X )
) )
14313, 142syl5bi 208 . 2  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  ( E! f  e.  ( UFil `  X ) F  C_  f  ->  F  e.  (
UFil `  X )
) )
14412, 143impbid2 195 1  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  ( F  e.  ( UFil `  X
)  <->  E! f  e.  (
UFil `  X ) F  C_  f ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 176    /\ wa 358    /\ w3a 934    = wceq 1623    e. wcel 1684    =/= wne 2446   A.wral 2543   E.wrex 2544   E!wreu 2545   _Vcvv 2788    \ cdif 3149    u. cun 3150    i^i cin 3151    C_ wss 3152   (/)c0 3455   ~Pcpw 3625   {csn 3640   ` cfv 5255  (class class class)co 5858   ficfi 7164   fBascfbas 17518   filGencfg 17519   Filcfil 17540   UFilcufil 17594
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  ax-ac2 8089
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-rmo 2551  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-se 4353  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-isom 5264  df-ov 5861  df-oprab 5862  df-mpt2 5863  df-rpss 6277  df-riota 6304  df-recs 6388  df-rdg 6423  df-1o 6479  df-oadd 6483  df-er 6660  df-en 6864  df-dom 6865  df-fin 6867  df-fi 7165  df-card 7572  df-ac 7743  df-cda 7794  df-fbas 17520  df-fg 17521  df-fil 17541  df-ufil 17596
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