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Theorem ufileu 20397
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 20382 . . . . 5  |-  ( f  e.  ( UFil `  X
)  ->  f  e.  ( Fil `  X ) )
2 ufilmax 20385 . . . . . . . 8  |-  ( ( F  e.  ( UFil `  X )  /\  f  e.  ( Fil `  X
)  /\  F  C_  f
)  ->  F  =  f )
323expa 1197 . . . . . . 7  |-  ( ( ( F  e.  (
UFil `  X )  /\  f  e.  ( Fil `  X ) )  /\  F  C_  f
)  ->  F  =  f )
43eqcomd 2451 . . . . . 6  |-  ( ( ( F  e.  (
UFil `  X )  /\  f  e.  ( Fil `  X ) )  /\  F  C_  f
)  ->  f  =  F )
54ex 434 . . . . 5  |-  ( ( F  e.  ( UFil `  X )  /\  f  e.  ( Fil `  X
) )  ->  ( F  C_  f  ->  f  =  F ) )
61, 5sylan2 474 . . . 4  |-  ( ( F  e.  ( UFil `  X )  /\  f  e.  ( UFil `  X
) )  ->  ( F  C_  f  ->  f  =  F ) )
76ralrimiva 2857 . . 3  |-  ( F  e.  ( UFil `  X
)  ->  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f  ->  f  =  F ) )
8 ssid 3508 . . . 4  |-  F  C_  F
9 sseq2 3511 . . . . 5  |-  ( f  =  F  ->  ( F  C_  f  <->  F  C_  F
) )
109eqreu 3277 . . . 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 1313 . . 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 668 . 2  |-  ( F  e.  ( UFil `  X
)  ->  E! f  e.  ( UFil `  X
) F  C_  f
)
13 reu6 3274 . . 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 343 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( f  =  g  ->  F  C_  f )  <->  ( f  =  g  ->  ( F 
C_  f  <->  f  =  g ) ) )
1514pm5.74ri 246 . . . . . . . . . 10  |-  ( f  =  g  ->  ( F  C_  f  <->  ( F  C_  f  <->  f  =  g ) ) )
16 sseq2 3511 . . . . . . . . . 10  |-  ( f  =  g  ->  ( F  C_  f  <->  F  C_  g
) )
1715, 16bitr3d 255 . . . . . . . . 9  |-  ( f  =  g  ->  (
( F  C_  f  <->  f  =  g )  <->  F  C_  g
) )
1817rspcva 3194 . . . . . . . 8  |-  ( ( g  e.  ( UFil `  X )  /\  A. f  e.  ( UFil `  X ) ( F 
C_  f  <->  f  =  g ) )  ->  F  C_  g )
1918adantll 713 . . . . . . 7  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  ->  F  C_  g
)
20 ufilfil 20382 . . . . . . . . . . 11  |-  ( g  e.  ( UFil `  X
)  ->  g  e.  ( Fil `  X ) )
21 filelss 20330 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( g  e.  ( Fil `  X )  /\  x  e.  g )  ->  x  C_  X )
2221ex 434 . . . . . . . . . . 11  |-  ( g  e.  ( Fil `  X
)  ->  ( x  e.  g  ->  x  C_  X ) )
2320, 22syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( g  e.  ( UFil `  X
)  ->  ( x  e.  g  ->  x  C_  X ) )
2423ad2antlr 726 . . . . . . . . 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 20329 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  F  C_  ~P X )
2625ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  F  C_  ~P X )
27 difss 3616 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( X 
\  x )  C_  X
28 filtop 20333 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  X  e.  F )
2928ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  X  e.  F )
30 difexg 4585 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( X  e.  F  ->  ( X  \  x )  e. 
_V )
3129, 30syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X  \  x
)  e.  _V )
32 elpwg 4005 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( X  \  x )  e.  _V  ->  (
( X  \  x
)  e.  ~P X  <->  ( X  \  x ) 
C_  X ) )
3331, 32syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 233 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X  \  x
)  e.  ~P X
)
3534snssd 4160 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  { ( X  \  x ) }  C_  ~P X )
3626, 35unssd 3665 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( F  u.  {
( X  \  x
) } )  C_  ~P X )
37 ssun1 3652 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  F  C_  ( F  u.  { ( X  \  x ) } )
38 filn0 20340 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  F  =/=  (/) )
3938ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  F  =/=  (/) )
40 ssn0 3804 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( F  C_  ( F  u.  { ( X  \  x ) } )  /\  F  =/=  (/) )  -> 
( F  u.  {
( X  \  x
) } )  =/=  (/) )
4137, 39, 40sylancr 663 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( F  u.  {
( X  \  x
) } )  =/=  (/) )
42 filelss 20330 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  f  e.  F )  ->  f  C_  X )
4342ad2ant2rl 748 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  f  e.  F ) )  -> 
f  C_  X )
44 df-ss 3475 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( f 
C_  X  <->  ( f  i^i  X )  =  f )
4543, 44sylib 196 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  f  e.  F ) )  -> 
( f  i^i  X
)  =  f )
4645sseq1d 3516 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 20331 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  (
f  e.  F  /\  x  C_  X  /\  f  C_  x ) )  ->  x  e.  F )
48473exp2 1215 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  ( f  e.  F  ->  ( x 
C_  X  ->  (
f  C_  x  ->  x  e.  F ) ) ) )
4948com23 78 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  ( x  C_  X  ->  ( f  e.  F  ->  ( f 
C_  x  ->  x  e.  F ) ) ) )
5049impd 431 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  ( (
x  C_  X  /\  f  e.  F )  ->  ( f  C_  x  ->  x  e.  F ) ) )
5150adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  ( UFil `  X
) )  ->  (
( x  C_  X  /\  f  e.  F
)  ->  ( f  C_  x  ->  x  e.  F ) ) )
5251imp 429 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  f  e.  F ) )  -> 
( f  C_  x  ->  x  e.  F ) )
5346, 52sylbid 215 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 133 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 615 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 78 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 619 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 429 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 3679 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( g  =  ( X  \  x )  ->  (
f  i^i  g )  =  ( f  i^i  ( X  \  x
) ) )
6059neeq1d 2720 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( g  =  ( X  \  x )  ->  (
( f  i^i  g
)  =/=  (/)  <->  ( f  i^i  ( X  \  x
) )  =/=  (/) ) )
6160ralsng 4049 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( X  \  x )  e.  _V  ->  ( A. g  e.  { ( X  \  x ) }  ( f  i^i  g )  =/=  (/)  <->  ( f  i^i  ( X  \  x
) )  =/=  (/) ) )
62 inssdif0 3881 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( f  i^i  X ) 
C_  x  <->  ( f  i^i  ( X  \  x
) )  =  (/) )
6362necon3bbii 2704 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( -.  ( f  i^i  X
)  C_  x  <->  ( f  i^i  ( X  \  x
) )  =/=  (/) )
6461, 63syl6bbr 263 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( X  \  x )  e.  _V  ->  ( A. g  e.  { ( X  \  x ) }  ( f  i^i  g )  =/=  (/)  <->  -.  (
f  i^i  X )  C_  x ) )
6531, 64syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 465 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 232 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2857 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 20326 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  F  e.  ( fBas `  X )
)
7069ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  F  e.  ( fBas `  X ) )
71 difssd 3617 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X  \  x
)  C_  X )
72 ssdif0 3871 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( X 
C_  x  <->  ( X  \  x )  =  (/) )
73 eqss 3504 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( x  =  X  <->  ( x  C_  X  /\  X  C_  x ) )
7473simplbi2 625 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( x 
C_  X  ->  ( X  C_  x  ->  x  =  X ) )
75 eleq1 2515 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( x  =  X  ->  (
x  e.  F  <->  X  e.  F ) )
7675notbid 294 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( x  =  X  ->  ( -.  x  e.  F  <->  -.  X  e.  F ) )
7776biimpcd 224 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( -.  x  e.  F  -> 
( x  =  X  ->  -.  X  e.  F ) )
7874, 77sylan9 657 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F
)  ->  ( X  C_  x  ->  -.  X  e.  F ) )
7978adantl 466 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X  C_  x  ->  -.  X  e.  F
) )
8072, 79syl5bir 218 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( ( X  \  x )  =  (/)  ->  -.  X  e.  F
) )
8180necon2ad 2656 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X  e.  F  ->  ( X  \  x
)  =/=  (/) ) )
8229, 81mpd 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X  \  x
)  =/=  (/) )
83 snfbas 20344 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( X  \  x
)  C_  X  /\  ( X  \  x
)  =/=  (/)  /\  X  e.  F )  ->  { ( X  \  x ) }  e.  ( fBas `  X ) )
8471, 82, 29, 83syl3anc 1229 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  { ( X  \  x ) }  e.  ( fBas `  X )
)
85 fbunfip 20347 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 661 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 232 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  -.  (/)  e.  ( fi
`  ( F  u.  { ( X  \  x
) } ) ) )
88 fsubbas 20345 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 1180 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 20356 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) )  e.  (
fBas `  X )  ->  ( X filGen ( fi
`  ( F  u.  { ( X  \  x
) } ) ) )  e.  ( Fil `  X ) )
9290, 91syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 20390 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2978 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 186 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( F  C_  f  <->  f  =  g )  ->  ( F  C_  f  ->  f  =  g ) )
97 simpll 753 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  ->  F  e.  ( Fil `  X ) )
98 snex 4678 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  { ( X  \  x ) }  e.  _V
99 unexg 6586 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  {
( X  \  x
) }  e.  _V )  ->  ( F  u.  { ( X  \  x
) } )  e. 
_V )
10097, 98, 99sylancl 662 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( F  u.  {
( X  \  x
) } )  e. 
_V )
101 ssfii 7881 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( F  u.  { ( X  \  x ) } )  e.  _V  ->  ( F  u.  {
( X  \  x
) } )  C_  ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) ) )
102100, 101syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 20350 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) )  e.  (
fBas `  X )  ->  ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) )  C_  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) ) )
10490, 103syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 3499 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 ) } ) ) ) )
106105unssad 3666 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 3496 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( F 
C_  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) ) )  -> 
( ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) ) )  C_  f  ->  F  C_  f
) )
108106, 107syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 75 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 3511 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( f  =  g  ->  (
( X filGen ( fi
`  ( F  u.  { ( X  \  x
) } ) ) )  C_  f  <->  ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) )  C_  g ) )
111110biimpcd 224 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( X filGen ( fi `  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) ) ) 
C_  f  ->  (
f  =  g  -> 
( X filGen ( fi
`  ( F  u.  { ( X  \  x
) } ) ) )  C_  g )
)
112111a2i 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 34 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 ) ) )
114113impd 431 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2938 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 32 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 674 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 429 . . . . . . . . . . . . . . . 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 804 . . . . . . . . . . . . . . 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 4040 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( X  \  x )  e.  _V  ->  ( X  \  x )  e. 
{ ( X  \  x ) } )
12131, 120syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X  \  x
)  e.  { ( X  \  x ) } )
122 elun2 3657 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( X  \  x )  e.  { ( X 
\  x ) }  ->  ( X  \  x )  e.  ( F  u.  { ( X  \  x ) } ) )
123121, 122syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  ( x  C_  X  /\  -.  x  e.  F ) )  -> 
( X  \  x
)  e.  ( F  u.  { ( X 
\  x ) } ) )
124105, 123sseldd 3490 . . . . . . . . . . . . . . . 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 714 . . . . . . . . . . . . . . 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 3490 . . . . . . . . . . . . . 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 760 . . . . . . . . . . . . . . 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 756 . . . . . . . . . . . . . . 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 20384 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( g  e.  ( UFil `  X )  /\  x  C_  X )  ->  ( -.  x  e.  g  <->  ( X  \  x )  e.  g ) )
130127, 128, 129syl2anc 661 . . . . . . . . . . . . . 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 232 . . . . . . . . . . . . 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 615 . . . . . . . . . . . 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 105 . . . . . . . . . . 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 434 . . . . . . . . . 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 78 . . . . . . . . 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 40 . . . . . . . 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 3495 . . . . . . 7  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  ->  g  C_  F )
13819, 137eqssd 3506 . . . . . 6  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  ->  F  =  g )
139 simplr 755 . . . . . 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 2531 . . . . 5  |-  ( ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  (
UFil `  X )
)  /\  A. f  e.  ( UFil `  X
) ( F  C_  f 
<->  f  =  g ) )  ->  F  e.  ( UFil `  X )
)
141140ex 434 . . . 4  |-  ( ( F  e.  ( Fil `  X )  /\  g  e.  ( UFil `  X
) )  ->  ( A. f  e.  ( UFil `  X ) ( F  C_  f  <->  f  =  g )  ->  F  e.  ( UFil `  X
) ) )
142141rexlimdva 2935 . . 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 217 . 2  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  ( E! f  e.  ( UFil `  X ) F  C_  f  ->  F  e.  (
UFil `  X )
) )
14412, 143impbid2 204 1  |-  ( F  e.  ( Fil `  X
)  ->  ( F  e.  ( UFil `  X
)  <->  E! f  e.  (
UFil `  X ) F  C_  f ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    /\ w3a 974    = wceq 1383    e. wcel 1804    =/= wne 2638   A.wral 2793   E.wrex 2794   E!wreu 2795   _Vcvv 3095    \ cdif 3458    u. cun 3459    i^i cin 3460    C_ wss 3461   (/)c0 3770   ~Pcpw 3997   {csn 4014   ` cfv 5578  (class class class)co 6281   ficfi 7872   fBascfbas 18384   filGencfg 18385   Filcfil 20323   UFilcufil 20377
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1605  ax-4 1618  ax-5 1691  ax-6 1734  ax-7 1776  ax-8 1806  ax-9 1808  ax-10 1823  ax-11 1828  ax-12 1840  ax-13 1985  ax-ext 2421  ax-rep 4548  ax-sep 4558  ax-nul 4566  ax-pow 4615  ax-pr 4676  ax-un 6577  ax-ac2 8846
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 975  df-3an 976  df-tru 1386  df-ex 1600  df-nf 1604  df-sb 1727  df-eu 2272  df-mo 2273  df-clab 2429  df-cleq 2435  df-clel 2438  df-nfc 2593  df-ne 2640  df-nel 2641  df-ral 2798  df-rex 2799  df-reu 2800  df-rmo 2801  df-rab 2802  df-v 3097  df-sbc 3314  df-csb 3421  df-dif 3464  df-un 3466  df-in 3468  df-ss 3475  df-pss 3477  df-nul 3771  df-if 3927  df-pw 3999  df-sn 4015  df-pr 4017  df-tp 4019  df-op 4021  df-uni 4235  df-int 4272  df-iun 4317  df-br 4438  df-opab 4496  df-mpt 4497  df-tr 4531  df-eprel 4781  df-id 4785  df-po 4790  df-so 4791  df-fr 4828  df-se 4829  df-we 4830  df-ord 4871  df-on 4872  df-lim 4873  df-suc 4874  df-xp 4995  df-rel 4996  df-cnv 4997  df-co 4998  df-dm 4999  df-rn 5000  df-res 5001  df-ima 5002  df-iota 5541  df-fun 5580  df-fn 5581  df-f 5582  df-f1 5583  df-fo 5584  df-f1o 5585  df-fv 5586  df-isom 5587  df-riota 6242  df-ov 6284  df-oprab 6285  df-mpt2 6286  df-rpss 6565  df-om 6686  df-recs 7044  df-rdg 7078  df-1o 7132  df-oadd 7136  df-er 7313  df-en 7519  df-dom 7520  df-fin 7522  df-fi 7873  df-card 8323  df-ac 8500  df-cda 8551  df-fbas 18394  df-fg 18395  df-fil 20324  df-ufil 20379
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