Theorem isfcls 20966

Description: A cluster point of a filter. (Contributed by Jeff Hankins, 10-Nov-2009.) (Revised by Stefan O'Rear, 8-Aug-2015.)

Hypothesis

Ref	Expression
fclsval.x	|- X = U. J

Assertion

Ref	Expression
isfcls	|- ( A e. ( J fClus F ) <-> ( J e. Top /\ F e. ( Fil ` X ) /\ A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) )

Distinct variable groups:   A, s   F, s   X, s   J, s

Proof of Theorem isfcls

Dummy variables f j x are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		anass 653	. 2 |- ( ( ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) /\ X = U. F ) /\ A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) <-> ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) /\ ( X = U. F /\ A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) ) )
2		fvssunirn 5848	. . . . . . . 8 |- ( Fil ` X ) C_ U. ran Fil
3	2	sseli 3403	. . . . . . 7 |- ( F e. ( Fil ` X ) -> F e. U. ran Fil )
4		filunibas 20838	. . . . . . . 8 |- ( F e. ( Fil ` X ) -> U. F = X )
5	4	eqcomd 2434	. . . . . . 7 |- ( F e. ( Fil ` X ) -> X = U. F )
6	3, 5	jca 534	. . . . . 6 |- ( F e. ( Fil ` X ) -> ( F e. U. ran Fil /\ X = U. F ) )
7		filunirn 20839	. . . . . . 7 |- ( F e. U. ran Fil <-> F e. ( Fil ` U. F ) )
8		fveq2 5825	. . . . . . . . 9 |- ( X = U. F -> ( Fil ` X ) = ( Fil ` U. F ) )
9	8	eleq2d 2491	. . . . . . . 8 |- ( X = U. F -> ( F e. ( Fil ` X ) <-> F e. ( Fil ` U. F ) ) )
10	9	biimparc 489	. . . . . . 7 |- ( ( F e. ( Fil ` U. F ) /\ X = U. F ) -> F e. ( Fil ` X ) )
11	7, 10	sylanb 474	. . . . . 6 |- ( ( F e. U. ran Fil /\ X = U. F ) -> F e. ( Fil ` X ) )
12	6, 11	impbii 190	. . . . 5 |- ( F e. ( Fil ` X ) <-> ( F e. U. ran Fil /\ X = U. F ) )
13	12	anbi2i 698	. . . 4 |- ( ( J e. Top /\ F e. ( Fil ` X ) ) <-> ( J e. Top /\ ( F e. U. ran Fil /\ X = U. F ) ) )
14	13	anbi1i 699	. . 3 |- ( ( ( J e. Top /\ F e. ( Fil ` X ) ) /\ A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) <-> ( ( J e. Top /\ ( F e. U. ran Fil /\ X = U. F ) ) /\ A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) )
15		df-3an 984	. . 3 |- ( ( J e. Top /\ F e. ( Fil ` X ) /\ A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) <-> ( ( J e. Top /\ F e. ( Fil ` X ) ) /\ A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) )
16		anass 653	. . . 4 |- ( ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) /\ X = U. F ) <-> ( J e. Top /\ ( F e. U. ran Fil /\ X = U. F ) ) )
17	16	anbi1i 699	. . 3 |- ( ( ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) /\ X = U. F ) /\ A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) <-> ( ( J e. Top /\ ( F e. U. ran Fil /\ X = U. F ) ) /\ A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) )
18	14, 15, 17	3bitr4i 280	. 2 |- ( ( J e. Top /\ F e. ( Fil ` X ) /\ A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) <-> ( ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) /\ X = U. F ) /\ A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) )
19		df-fcls 20898	. . . 4 |- fClus = ( j e. Top , f e. U. ran Fil |-> if ( U. j = U. f , |^|_ x e. f ( ( cls ` j ) ` x ) , (/) ) )
20	19	elmpt2cl 6469	. . 3 |- ( A e. ( J fClus F ) -> ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) )
21		fclsval.x	. . . . . . 7 |- X = U. J
22	21	fclsval 20965	. . . . . 6 |- ( ( J e. Top /\ F e. ( Fil ` U. F ) ) -> ( J fClus F ) = if ( X = U. F , |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) , (/) ) )
23	7, 22	sylan2b 477	. . . . 5 |- ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) -> ( J fClus F ) = if ( X = U. F , |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) , (/) ) )
24	23	eleq2d 2491	. . . 4 |- ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) -> ( A e. ( J fClus F ) <-> A e. if ( X = U. F , |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) , (/) ) ) )
25		n0i 3709	. . . . . . 7 |- ( A e. if ( X = U. F , |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) , (/) ) -> -. if ( X = U. F , |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) , (/) ) = (/) )
26		iffalse 3863	. . . . . . 7 |- ( -. X = U. F -> if ( X = U. F , |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) , (/) ) = (/) )
27	25, 26	nsyl2 130	. . . . . 6 |- ( A e. if ( X = U. F , |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) , (/) ) -> X = U. F )
28	27	a1i 11	. . . . 5 |- ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) -> ( A e. if ( X = U. F , |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) , (/) ) -> X = U. F ) )
29	28	pm4.71rd 639	. . . 4 |- ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) -> ( A e. if ( X = U. F , |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) , (/) ) <-> ( X = U. F /\ A e. if ( X = U. F , |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) , (/) ) ) ) )
30		iftrue 3860	. . . . . . . 8 |- ( X = U. F -> if ( X = U. F , |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) , (/) ) = |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) )
31	30	adantl 467	. . . . . . 7 |- ( ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) /\ X = U. F ) -> if ( X = U. F , |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) , (/) ) = |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) )
32	31	eleq2d 2491	. . . . . 6 |- ( ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) /\ X = U. F ) -> ( A e. if ( X = U. F , |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) , (/) ) <-> A e. |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) ) )
33		elex 3031	. . . . . . . 8 |- ( A e. |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) -> A e. _V )
34	33	a1i 11	. . . . . . 7 |- ( ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) /\ X = U. F ) -> ( A e. |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) -> A e. _V ) )
35		filn0 20819	. . . . . . . . . . 11 |- ( F e. ( Fil ` U. F ) -> F =/= (/) )
36	7, 35	sylbi 198	. . . . . . . . . 10 |- ( F e. U. ran Fil -> F =/= (/) )
37	36	ad2antlr 731	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) /\ X = U. F ) -> F =/= (/) )
38		r19.2z 3831	. . . . . . . . . 10 |- ( ( F =/= (/) /\ A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) -> E. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) )
39	38	ex 435	. . . . . . . . 9 |- ( F =/= (/) -> ( A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) -> E. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) )
40	37, 39	syl 17	. . . . . . . 8 |- ( ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) /\ X = U. F ) -> ( A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) -> E. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) )
41		elex 3031	. . . . . . . . 9 |- ( A e. ( ( cls ` J ) ` s ) -> A e. _V )
42	41	rexlimivw 2853	. . . . . . . 8 |- ( E. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) -> A e. _V )
43	40, 42	syl6 34	. . . . . . 7 |- ( ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) /\ X = U. F ) -> ( A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) -> A e. _V ) )
44		eliin 4248	. . . . . . . 8 |- ( A e. _V -> ( A e. |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) <-> A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) )
45	44	a1i 11	. . . . . . 7 |- ( ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) /\ X = U. F ) -> ( A e. _V -> ( A e. |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) <-> A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) ) )
46	34, 43, 45	pm5.21ndd 355	. . . . . 6 |- ( ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) /\ X = U. F ) -> ( A e. |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) <-> A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) )
47	32, 46	bitrd 256	. . . . 5 |- ( ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) /\ X = U. F ) -> ( A e. if ( X = U. F , |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) , (/) ) <-> A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) )
48	47	pm5.32da 645	. . . 4 |- ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) -> ( ( X = U. F /\ A e. if ( X = U. F , |^|_ s e. F ( ( cls ` J ) ` s ) , (/) ) ) <-> ( X = U. F /\ A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) ) )
49	24, 29, 48	3bitrd 282	. . 3 |- ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) -> ( A e. ( J fClus F ) <-> ( X = U. F /\ A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) ) )
50	20, 49	biadan2 646	. 2 |- ( A e. ( J fClus F ) <-> ( ( J e. Top /\ F e. U. ran Fil ) /\ ( X = U. F /\ A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) ) )
51	1, 18, 50	3bitr4ri 281	1 |- ( A e. ( J fClus F ) <-> ( J e. Top /\ F e. ( Fil ` X ) /\ A. s e. F A e. ( ( cls ` J ) ` s ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   <-> wb 187   /\ wa 370   /\ w3a 982   = wceq 1437   e. wcel 1872   =/= wne 2599   A.wral 2714   E.wrex 2715   _Vcvv 3022   (/)c0 3704   ifcif 3854   U.cuni 4162   |^|_ciin 4243   ran crn 4797   ` cfv 5544  (class class class)co 6249   Topctop 19859   clsccl 19975   Filcfil 20802   fClus cfcls 20893

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1663  ax-4 1676  ax-5 1752  ax-6 1798  ax-7 1843  ax-8 1874  ax-9 1876  ax-10 1891  ax-11 1896  ax-12 1909  ax-13 2063  ax-ext 2408  ax-sep 4489  ax-nul 4498  ax-pow 4545  ax-pr 4603

This theorem depends on definitions:  df-bi 188  df-or 371  df-an 372  df-3an 984  df-tru 1440  df-ex 1658  df-nf 1662  df-sb 1791  df-eu 2280  df-mo 2281  df-clab 2415  df-cleq 2421  df-clel 2424  df-nfc 2558  df-ne 2601  df-nel 2602  df-ral 2719  df-rex 2720  df-rab 2723  df-v 3024  df-sbc 3243  df-csb 3339  df-dif 3382  df-un 3384  df-in 3386  df-ss 3393  df-nul 3705  df-if 3855  df-pw 3926  df-sn 3942  df-pr 3944  df-op 3948  df-uni 4163  df-int 4199  df-iin 4245  df-br 4367  df-opab 4426  df-mpt 4427  df-id 4711  df-xp 4802  df-rel 4803  df-cnv 4804  df-co 4805  df-dm 4806  df-rn 4807  df-res 4808  df-ima 4809  df-iota 5508  df-fun 5546  df-fn 5547  df-fv 5552  df-ov 6252  df-oprab 6253  df-mpt2 6254  df-fbas 18910  df-fil 20803  df-fcls 20898

This theorem is referenced by:  fclsfil  20967  fclstop  20968  isfcls2  20970  fclssscls  20975  flimfcls  20983