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Theorem tgcmp 18979
Description: A topology generated by a basis is compact iff open covers drawn from the basis have finite subcovers. (See also alexsub 19592, 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 2438 . . . . 5  |-  U. ( topGen `
 B )  = 
U. ( topGen `  B
)
21iscmp 18966 . . . 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 464 . . 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 18547 . . . . . . . 8  |-  ( B  e.  TopBases  ->  U. ( topGen `  B
)  =  U. B
)
5 eqtr3 2457 . . . . . . . 8  |-  ( ( U. ( topGen `  B
)  =  U. B  /\  X  =  U. B )  ->  U. ( topGen `
 B )  =  X )
64, 5sylan 471 . . . . . . 7  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  ->  U. ( topGen `  B )  =  X )
76eqeq1d 2446 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( U. ( topGen `  B )  =  U. y 
<->  X  =  U. y
) )
86eqeq1d 2446 . . . . . . 7  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( U. ( topGen `  B )  =  U. z 
<->  X  =  U. z
) )
98rexbidv 2731 . . . . . 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 320 . . . . 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 2730 . . . 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 18546 . . . . . . 7  |-  ( B  e.  TopBases  ->  B  C_  ( topGen `
 B ) )
1312adantr 465 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  ->  B  C_  ( topGen `  B
) )
14 sspwb 4536 . . . . . 6  |-  ( B 
C_  ( topGen `  B
)  <->  ~P B  C_  ~P ( topGen `  B )
)
1513, 14sylib 196 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  ->  ~P B  C_  ~P ( topGen `
 B ) )
16 ssralv 3411 . . . . 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 16 . . . 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 215 . . 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 32 . 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 3864 . . . . 5  |-  ( u  e.  ~P ( topGen `  B )  ->  u  C_  ( topGen `  B )
)
21 simprr 756 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  ->  X  =  U. u
)
22 simprl 755 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  ->  u  C_  ( topGen `  B
) )
2322sselda 3351 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( B  e.  TopBases 
/\  X  =  U. B )  /\  (
u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  /\  t  e.  u
)  ->  t  e.  ( topGen `  B )
)
2423adantrr 716 . . . . . . . . . . . . . . . 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 756 . . . . . . . . . . . . . . . 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 18545 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( t  e.  ( topGen `  B )  /\  y  e.  t )  ->  E. w  e.  B  ( y  e.  w  /\  w  C_  t ) )
2724, 25, 26syl2anc 661 . . . . . . . . . . . . . . 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 615 . . . . . . . . . . . . . 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 2823 . . . . . . . . . . . . 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 4090 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  e.  U. u  <->  E. t  e.  u  y  e.  t )
31 elunirab 4098 . . . . . . . . . . . . . 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 2870 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( E. t  e.  u  ( y  e.  w  /\  w  C_  t )  <->  ( y  e.  w  /\  E. t  e.  u  w  C_  t
) )
3332rexbii 2735 . . . . . . . . . . . . . 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 2877 . . . . . . . . . . . . . 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 273 . . . . . . . . . . . . 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 270 . . . . . . . . . . . 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 3357 . . . . . . . . . . 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 3385 . . . . . . . . . 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 3432 . . . . . . . . . . . 12  |-  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  C_  B
4039unissi 4109 . . . . . . . . . . 11  |-  U. {
w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  C_  U. B
41 simplr 754 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  /\  ( u  C_  ( topGen `  B )  /\  X  =  U. u ) )  ->  X  =  U. B )
4240, 41syl5sseqr 3400 . . . . . . . . . 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 )
4338, 42eqssd 3368 . . . . . . . . 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 } )
44 elpw2g 4450 . . . . . . . . . . . 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 ) )
4544ad2antrr 725 . . . . . . . . . . 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 ) )
4639, 45mpbiri 233 . . . . . . . . . 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 )
47 unieq 4094 . . . . . . . . . . . . 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 } )
4847eqeq2d 2449 . . . . . . . . . . . 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 } ) )
49 pweq 3858 . . . . . . . . . . . . . 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 } )
5049ineq1d 3546 . . . . . . . . . . . . 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 ) )
5150rexeqdv 2919 . . . . . . . . . . . 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 ) )
5248, 51imbi12d 320 . . . . . . . . . . 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 ) ) )
5352rspcv 3064 . . . . . . . . . 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 ) ) )
5446, 53syl 16 . . . . . . . . 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 ) ) )
5543, 54mpid 41 . . . . . . . 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 ) )
56 elfpw 7605 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( 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 )
)
5756simprbi 464 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z  e.  ( ~P {
w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  i^i  Fin )  ->  z  e.  Fin )
5857ad2antrl 727 . . . . . . . . . . 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 ) )  -> 
z  e.  Fin )
5956simplbi 460 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( 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 } )
6059ad2antrl 727 . . . . . . . . . . . 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  C_  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t } )
61 ssrab 3425 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( 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 ) )
6261simprbi 464 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z 
C_  { w  e.  B  |  E. t  e.  u  w  C_  t }  ->  A. w  e.  z  E. t  e.  u  w  C_  t )
6360, 62syl 16 . . . . . . . . . . 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 ) )  ->  A. w  e.  z  E. t  e.  u  w  C_  t )
64 sseq2 3373 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( t  =  ( f `  w )  ->  (
w  C_  t  <->  w  C_  (
f `  w )
) )
6564ac6sfi 7548 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 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 )
) )
6658, 63, 65syl2anc 661 . . . . . . . . . 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. f ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  ( f `  w
) ) )
67 frn 5560 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( f : z --> u  ->  ran  f  C_  u )
6867ad2antrl 727 . . . . . . . . . . . 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 )
) )  ->  ran  f  C_  u )
69 ffn 5554 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( f : z --> u  -> 
f  Fn  z )
70 dffn4 5621 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( f  Fn  z  <->  f :
z -onto-> ran  f )
7169, 70sylib 196 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( f : z --> u  -> 
f : z -onto-> ran  f )
7271adantr 465 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
)  ->  f :
z -onto-> ran  f )
73 fofi 7589 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( z  e.  Fin  /\  f : z -onto-> ran  f
)  ->  ran  f  e. 
Fin )
7458, 72, 73syl2an 477 . . . . . . . . . . . 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 )
) )  ->  ran  f  e.  Fin )
75 elfpw 7605 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ran  f  e.  ( ~P u  i^i  Fin )  <->  ( ran  f  C_  u  /\  ran  f  e.  Fin ) )
7668, 74, 75sylanbrc 664 . . . . . . . . . . 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 ) )  /\  ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
) )  ->  ran  f  e.  ( ~P u  i^i  Fin ) )
77 simplrr 760 . . . . . . . . . . . . 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 )
) )  ->  X  =  U. z )
78 uniiun 4218 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  U. z  =  U_ w  e.  z  w
79 ss2iun 4181 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( A. w  e.  z  w  C_  ( f `  w
)  ->  U_ w  e.  z  w  C_  U_ w  e.  z  ( f `  w ) )
8078, 79syl5eqss 3395 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( A. w  e.  z  w  C_  ( f `  w
)  ->  U. z  C_ 
U_ w  e.  z  ( f `  w
) )
8180ad2antll 728 . . . . . . . . . . . . . 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 )
) )  ->  U. z  C_ 
U_ w  e.  z  ( f `  w
) )
82 fniunfv 5959 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( f  Fn  z  ->  U_ w  e.  z  ( f `  w )  =  U. ran  f )
8369, 82syl 16 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( f : z --> u  ->  U_ w  e.  z 
( f `  w
)  =  U. ran  f )
8483ad2antrl 727 . . . . . . . . . . . . . 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 )
) )  ->  U_ w  e.  z  ( f `  w )  =  U. ran  f )
8581, 84sseqtrd 3387 . . . . . . . . . . . . 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 )
) )  ->  U. z  C_ 
U. ran  f )
8677, 85eqsstrd 3385 . . . . . . . . . . . 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 )
) )  ->  X  C_ 
U. ran  f )
8768unissd 4110 . . . . . . . . . . . . 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 )
) )  ->  U. ran  f  C_  U. u )
8821ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . 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 )
) )  ->  X  =  U. u )
8987, 88sseqtr4d 3388 . . . . . . . . . . . 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 )
) )  ->  U. ran  f  C_  X )
9086, 89eqssd 3368 . . . . . . . . . . 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 ) )  /\  ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
) )  ->  X  =  U. ran  f )
91 unieq 4094 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( v  =  ran  f  ->  U. v  =  U. ran  f )
9291eqeq2d 2449 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( v  =  ran  f  -> 
( X  =  U. v 
<->  X  =  U. ran  f ) )
9392rspcev 3068 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ran  f  e.  ( ~P u  i^i  Fin )  /\  X  =  U. ran  f )  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) X  = 
U. v )
9476, 90, 93syl2anc 661 . . . . . . . . . 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 ) )  /\  ( f : z --> u  /\  A. w  e.  z  w  C_  (
f `  w )
) )  ->  E. v  e.  ( ~P u  i^i 
Fin ) X  = 
U. v )
9566, 94exlimddv 1692 . . . . . . . . 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
)
9695rexlimdvaa 2837 . . . . . . . 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 ) )
9755, 96syld 44 . . . . . . 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 ) )
9897expr 615 . . . . . 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
) ) )
9998com23 78 . . . . 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 ) ) )
10020, 99sylan2 474 . . . 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 ) ) )
101100ralrimdva 2801 . . 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 ) ) )
102 tgcl 18549 . . . . . 6  |-  ( B  e.  TopBases  ->  ( topGen `  B
)  e.  Top )
103102adantr 465 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( topGen `  B )  e.  Top )
1041iscmp 18966 . . . . . 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
) ) )
105104baib 896 . . . . 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
) ) )
106103, 105syl 16 . . . 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 ) ) )
1076eqeq1d 2446 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( U. ( topGen `  B )  =  U. u 
<->  X  =  U. u
) )
1086eqeq1d 2446 . . . . . . 7  |-  ( ( B  e.  TopBases  /\  X  =  U. B )  -> 
( U. ( topGen `  B )  =  U. v 
<->  X  =  U. v
) )
109108rexbidv 2731 . . . . . 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 ) )
110107, 109imbi12d 320 . . . . 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 ) ) )
111110ralbidv 2730 . . . 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 ) ) )
112106, 111bitrd 253 . . 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 ) ) )
113101, 112sylibrd 234 . 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 ) )
11419, 113impbid 191 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 setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    = wceq 1369   E.wex 1586    e. wcel 1756   A.wral 2710   E.wrex 2711   {crab 2714    i^i cin 3322    C_ wss 3323   ~Pcpw 3855   U.cuni 4086   U_ciun 4166   ran crn 4836    Fn wfn 5408   -->wf 5409   -onto->wfo 5411   ` cfv 5413   Fincfn 7302   topGenctg 14368   Topctop 18473   TopBasesctb 18477   Compccmp 18964
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1591  ax-4 1602  ax-5 1670  ax-6 1708  ax-7 1728  ax-8 1758  ax-9 1760  ax-10 1775  ax-11 1780  ax-12 1792  ax-13 1943  ax-ext 2419  ax-sep 4408  ax-nul 4416  ax-pow 4465  ax-pr 4526  ax-un 6367
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1372  df-ex 1587  df-nf 1590  df-sb 1701  df-eu 2256  df-mo 2257  df-clab 2425  df-cleq 2431  df-clel 2434  df-nfc 2563  df-ne 2603  df-ral 2715  df-rex 2716  df-reu 2717  df-rab 2719  df-v 2969  df-sbc 3182  df-dif 3326  df-un 3328  df-in 3330  df-ss 3337  df-pss 3339  df-nul 3633  df-if 3787  df-pw 3857  df-sn 3873  df-pr 3875  df-tp 3877  df-op 3879  df-uni 4087  df-iun 4168  df-br 4288  df-opab 4346  df-mpt 4347  df-tr 4381  df-eprel 4627  df-id 4631  df-po 4636  df-so 4637  df-fr 4674  df-we 4676  df-ord 4717  df-on 4718  df-lim 4719  df-suc 4720  df-xp 4841  df-rel 4842  df-cnv 4843  df-co 4844  df-dm 4845  df-rn 4846  df-res 4847  df-ima 4848  df-iota 5376  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fo 5419  df-f1o 5420  df-fv 5421  df-om 6472  df-1o 6912  df-er 7093  df-en 7303  df-dom 7304  df-fin 7306  df-topgen 14374  df-top 18478  df-bases 18480  df-cmp 18965
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