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Theorem filufint 21534
 Description: A filter is equal to the intersection of the ultrafilters containing it. (Contributed by Jeff Hankins, 1-Jan-2010.) (Revised by Stefan O'Rear, 2-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
filufint (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → {𝑓 ∈ (UFil‘𝑋) ∣ 𝐹𝑓} = 𝐹)
Distinct variable groups:   𝑓,𝐹   𝑓,𝑋

Proof of Theorem filufint
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 vex 3176 . . . . 5 𝑥 ∈ V
21elintrab 4423 . . . 4 (𝑥 {𝑓 ∈ (UFil‘𝑋) ∣ 𝐹𝑓} ↔ ∀𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)(𝐹𝑓𝑥𝑓))
3 filsspw 21465 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → 𝐹 ⊆ 𝒫 𝑋)
433ad2ant1 1075 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → 𝐹 ⊆ 𝒫 𝑋)
5 difss 3699 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑋𝑥) ⊆ 𝑋
6 filtop 21469 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → 𝑋𝐹)
7 difexg 4735 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑋𝐹 → (𝑋𝑥) ∈ V)
86, 7syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (𝑋𝑥) ∈ V)
983ad2ant1 1075 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → (𝑋𝑥) ∈ V)
10 elpwg 4116 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑋𝑥) ∈ V → ((𝑋𝑥) ∈ 𝒫 𝑋 ↔ (𝑋𝑥) ⊆ 𝑋))
119, 10syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → ((𝑋𝑥) ∈ 𝒫 𝑋 ↔ (𝑋𝑥) ⊆ 𝑋))
125, 11mpbiri 247 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → (𝑋𝑥) ∈ 𝒫 𝑋)
1312snssd 4281 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → {(𝑋𝑥)} ⊆ 𝒫 𝑋)
144, 13unssd 3751 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → (𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}) ⊆ 𝒫 𝑋)
15 ssun1 3738 . . . . . . . . . . . . . 14 𝐹 ⊆ (𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})
16 filn0 21476 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → 𝐹 ≠ ∅)
17 ssn0 3928 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐹 ⊆ (𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}) ∧ 𝐹 ≠ ∅) → (𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}) ≠ ∅)
1815, 16, 17sylancr 694 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}) ≠ ∅)
19183ad2ant1 1075 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → (𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}) ≠ ∅)
20 elsni 4142 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 ∈ {(𝑋𝑥)} → 𝑧 = (𝑋𝑥))
21 filelss 21466 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑦𝐹) → 𝑦𝑋)
22213adant3 1074 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑦𝐹𝑥𝑋) → 𝑦𝑋)
23 reldisj 3972 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝑦𝑋 → ((𝑦 ∩ (𝑋𝑥)) = ∅ ↔ 𝑦 ⊆ (𝑋 ∖ (𝑋𝑥))))
2422, 23syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑦𝐹𝑥𝑋) → ((𝑦 ∩ (𝑋𝑥)) = ∅ ↔ 𝑦 ⊆ (𝑋 ∖ (𝑋𝑥))))
25 dfss4 3820 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (𝑥𝑋 ↔ (𝑋 ∖ (𝑋𝑥)) = 𝑥)
2625biimpi 205 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (𝑥𝑋 → (𝑋 ∖ (𝑋𝑥)) = 𝑥)
2726sseq2d 3596 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝑥𝑋 → (𝑦 ⊆ (𝑋 ∖ (𝑋𝑥)) ↔ 𝑦𝑥))
28273ad2ant3 1077 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑦𝐹𝑥𝑋) → (𝑦 ⊆ (𝑋 ∖ (𝑋𝑥)) ↔ 𝑦𝑥))
2924, 28bitrd 267 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑦𝐹𝑥𝑋) → ((𝑦 ∩ (𝑋𝑥)) = ∅ ↔ 𝑦𝑥))
30 filss 21467 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ (𝑦𝐹𝑥𝑋𝑦𝑥)) → 𝑥𝐹)
31303exp2 1277 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (𝑦𝐹 → (𝑥𝑋 → (𝑦𝑥𝑥𝐹))))
32313imp 1249 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑦𝐹𝑥𝑋) → (𝑦𝑥𝑥𝐹))
3329, 32sylbid 229 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑦𝐹𝑥𝑋) → ((𝑦 ∩ (𝑋𝑥)) = ∅ → 𝑥𝐹))
3433necon3bd 2796 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑦𝐹𝑥𝑋) → (¬ 𝑥𝐹 → (𝑦 ∩ (𝑋𝑥)) ≠ ∅))
35343exp 1256 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (𝑦𝐹 → (𝑥𝑋 → (¬ 𝑥𝐹 → (𝑦 ∩ (𝑋𝑥)) ≠ ∅))))
3635com24 93 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (¬ 𝑥𝐹 → (𝑥𝑋 → (𝑦𝐹 → (𝑦 ∩ (𝑋𝑥)) ≠ ∅))))
37363imp1 1272 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑦𝐹) → (𝑦 ∩ (𝑋𝑥)) ≠ ∅)
38 ineq2 3770 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑧 = (𝑋𝑥) → (𝑦𝑧) = (𝑦 ∩ (𝑋𝑥)))
3938neeq1d 2841 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑧 = (𝑋𝑥) → ((𝑦𝑧) ≠ ∅ ↔ (𝑦 ∩ (𝑋𝑥)) ≠ ∅))
4037, 39syl5ibrcom 236 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑦𝐹) → (𝑧 = (𝑋𝑥) → (𝑦𝑧) ≠ ∅))
4140expimpd 627 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → ((𝑦𝐹𝑧 = (𝑋𝑥)) → (𝑦𝑧) ≠ ∅))
4220, 41sylan2i 685 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → ((𝑦𝐹𝑧 ∈ {(𝑋𝑥)}) → (𝑦𝑧) ≠ ∅))
4342ralrimivv 2953 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → ∀𝑦𝐹𝑧 ∈ {(𝑋𝑥)} (𝑦𝑧) ≠ ∅)
44 filfbas 21462 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → 𝐹 ∈ (fBas‘𝑋))
45443ad2ant1 1075 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → 𝐹 ∈ (fBas‘𝑋))
465a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → (𝑋𝑥) ⊆ 𝑋)
47263ad2ant2 1076 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥𝑋 ∧ (𝑋𝑥) = ∅) → (𝑋 ∖ (𝑋𝑥)) = 𝑥)
48 difeq2 3684 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((𝑋𝑥) = ∅ → (𝑋 ∖ (𝑋𝑥)) = (𝑋 ∖ ∅))
49 dif0 3904 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝑋 ∖ ∅) = 𝑋
5048, 49syl6eq 2660 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝑋𝑥) = ∅ → (𝑋 ∖ (𝑋𝑥)) = 𝑋)
51503ad2ant3 1077 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥𝑋 ∧ (𝑋𝑥) = ∅) → (𝑋 ∖ (𝑋𝑥)) = 𝑋)
5247, 51eqtr3d 2646 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥𝑋 ∧ (𝑋𝑥) = ∅) → 𝑥 = 𝑋)
5363ad2ant1 1075 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥𝑋 ∧ (𝑋𝑥) = ∅) → 𝑋𝐹)
5452, 53eqeltrd 2688 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥𝑋 ∧ (𝑋𝑥) = ∅) → 𝑥𝐹)
55543expia 1259 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥𝑋) → ((𝑋𝑥) = ∅ → 𝑥𝐹))
5655necon3bd 2796 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥𝑋) → (¬ 𝑥𝐹 → (𝑋𝑥) ≠ ∅))
5756ex 449 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (𝑥𝑋 → (¬ 𝑥𝐹 → (𝑋𝑥) ≠ ∅)))
5857com23 84 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (¬ 𝑥𝐹 → (𝑥𝑋 → (𝑋𝑥) ≠ ∅)))
59583imp 1249 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → (𝑋𝑥) ≠ ∅)
6063ad2ant1 1075 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → 𝑋𝐹)
61 snfbas 21480 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑋𝑥) ⊆ 𝑋 ∧ (𝑋𝑥) ≠ ∅ ∧ 𝑋𝐹) → {(𝑋𝑥)} ∈ (fBas‘𝑋))
6246, 59, 60, 61syl3anc 1318 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → {(𝑋𝑥)} ∈ (fBas‘𝑋))
63 fbunfip 21483 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ {(𝑋𝑥)} ∈ (fBas‘𝑋)) → (¬ ∅ ∈ (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})) ↔ ∀𝑦𝐹𝑧 ∈ {(𝑋𝑥)} (𝑦𝑧) ≠ ∅))
6445, 62, 63syl2anc 691 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → (¬ ∅ ∈ (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})) ↔ ∀𝑦𝐹𝑧 ∈ {(𝑋𝑥)} (𝑦𝑧) ≠ ∅))
6543, 64mpbird 246 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → ¬ ∅ ∈ (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})))
66 fsubbas 21481 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑋𝐹 → ((fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})) ∈ (fBas‘𝑋) ↔ ((𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}) ⊆ 𝒫 𝑋 ∧ (𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}) ≠ ∅ ∧ ¬ ∅ ∈ (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})))))
676, 66syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → ((fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})) ∈ (fBas‘𝑋) ↔ ((𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}) ⊆ 𝒫 𝑋 ∧ (𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}) ≠ ∅ ∧ ¬ ∅ ∈ (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})))))
68673ad2ant1 1075 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → ((fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})) ∈ (fBas‘𝑋) ↔ ((𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}) ⊆ 𝒫 𝑋 ∧ (𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}) ≠ ∅ ∧ ¬ ∅ ∈ (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})))))
6914, 19, 65, 68mpbir3and 1238 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})) ∈ (fBas‘𝑋))
70 fgcl 21492 . . . . . . . . . . 11 ((fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})) ∈ (fBas‘𝑋) → (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ∈ (Fil‘𝑋))
7169, 70syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ∈ (Fil‘𝑋))
72 filssufil 21526 . . . . . . . . . . 11 ((𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ∈ (Fil‘𝑋) → ∃𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)(𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓)
73 snex 4835 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 {(𝑋𝑥)} ∈ V
74 unexg 6857 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ {(𝑋𝑥)} ∈ V) → (𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}) ∈ V)
7573, 74mpan2 703 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}) ∈ V)
76 ssfii 8208 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}) ∈ V → (𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}) ⊆ (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})))
7775, 76syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}) ⊆ (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})))
78773ad2ant1 1075 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → (𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}) ⊆ (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})))
7978unssad 3752 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → 𝐹 ⊆ (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})))
80 ssfg 21486 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})) ∈ (fBas‘𝑋) → (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})) ⊆ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))))
8169, 80syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})) ⊆ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))))
8279, 81sstrd 3578 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → 𝐹 ⊆ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))))
8382ad2antrr 758 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) ∧ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓) → 𝐹 ⊆ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))))
84 simpr 476 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) ∧ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓) → (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓)
8583, 84sstrd 3578 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) ∧ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓) → 𝐹𝑓)
86 ufilfil 21518 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑓 ∈ (UFil‘𝑋) → 𝑓 ∈ (Fil‘𝑋))
87 0nelfil 21463 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑓 ∈ (Fil‘𝑋) → ¬ ∅ ∈ 𝑓)
8886, 87syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑓 ∈ (UFil‘𝑋) → ¬ ∅ ∈ 𝑓)
8988ad2antlr 759 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) ∧ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓) → ¬ ∅ ∈ 𝑓)
90 disjdif 3992 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 ∩ (𝑋𝑥)) = ∅
9186ad2antlr 759 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) ∧ ((𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓𝑥𝑓)) → 𝑓 ∈ (Fil‘𝑋))
92 simprr 792 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) ∧ ((𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓𝑥𝑓)) → 𝑥𝑓)
9377unssbd 3753 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → {(𝑋𝑥)} ⊆ (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})))
94933ad2ant1 1075 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → {(𝑋𝑥)} ⊆ (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})))
9594adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) → {(𝑋𝑥)} ⊆ (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})))
9669adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) → (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})) ∈ (fBas‘𝑋))
9796, 80syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) → (fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)})) ⊆ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))))
9895, 97sstrd 3578 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) → {(𝑋𝑥)} ⊆ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))))
9998adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) ∧ ((𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓𝑥𝑓)) → {(𝑋𝑥)} ⊆ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))))
100 simprl 790 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) ∧ ((𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓𝑥𝑓)) → (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓)
10199, 100sstrd 3578 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) ∧ ((𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓𝑥𝑓)) → {(𝑋𝑥)} ⊆ 𝑓)
102 snidg 4153 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝑋𝑥) ∈ V → (𝑋𝑥) ∈ {(𝑋𝑥)})
1038, 102syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (𝑋𝑥) ∈ {(𝑋𝑥)})
1041033ad2ant1 1075 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → (𝑋𝑥) ∈ {(𝑋𝑥)})
105104ad2antrr 758 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) ∧ ((𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓𝑥𝑓)) → (𝑋𝑥) ∈ {(𝑋𝑥)})
106101, 105sseldd 3569 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) ∧ ((𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓𝑥𝑓)) → (𝑋𝑥) ∈ 𝑓)
107 filin 21468 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑓 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥𝑓 ∧ (𝑋𝑥) ∈ 𝑓) → (𝑥 ∩ (𝑋𝑥)) ∈ 𝑓)
10891, 92, 106, 107syl3anc 1318 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) ∧ ((𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓𝑥𝑓)) → (𝑥 ∩ (𝑋𝑥)) ∈ 𝑓)
10990, 108syl5eqelr 2693 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) ∧ ((𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓𝑥𝑓)) → ∅ ∈ 𝑓)
110109expr 641 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) ∧ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓) → (𝑥𝑓 → ∅ ∈ 𝑓))
11189, 110mtod 188 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) ∧ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓) → ¬ 𝑥𝑓)
11285, 111jca 553 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) ∧ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓) → (𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓))
113112exp31 628 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → (𝑓 ∈ (UFil‘𝑋) → ((𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓 → (𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓))))
114113reximdvai 2998 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → (∃𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)(𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ⊆ 𝑓 → ∃𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)(𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓)))
11572, 114syl5 33 . . . . . . . . . 10 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → ((𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {(𝑋𝑥)}))) ∈ (Fil‘𝑋) → ∃𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)(𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓)))
11671, 115mpd 15 . . . . . . . . 9 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹𝑥𝑋) → ∃𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)(𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓))
1171163expia 1259 . . . . . . . 8 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹) → (𝑥𝑋 → ∃𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)(𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓)))
118 filssufil 21526 . . . . . . . . . 10 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → ∃𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)𝐹𝑓)
119 filelss 21466 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑓 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥𝑓) → 𝑥𝑋)
120119ex 449 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑓 ∈ (Fil‘𝑋) → (𝑥𝑓𝑥𝑋))
12186, 120syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑓 ∈ (UFil‘𝑋) → (𝑥𝑓𝑥𝑋))
122121con3d 147 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑓 ∈ (UFil‘𝑋) → (¬ 𝑥𝑋 → ¬ 𝑥𝑓))
123122impcom 445 . . . . . . . . . . . . 13 ((¬ 𝑥𝑋𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) → ¬ 𝑥𝑓)
124123a1d 25 . . . . . . . . . . . 12 ((¬ 𝑥𝑋𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) → (𝐹𝑓 → ¬ 𝑥𝑓))
125124ancld 574 . . . . . . . . . . 11 ((¬ 𝑥𝑋𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)) → (𝐹𝑓 → (𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓)))
126125reximdva 3000 . . . . . . . . . 10 𝑥𝑋 → (∃𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)𝐹𝑓 → ∃𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)(𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓)))
127118, 126syl5com 31 . . . . . . . . 9 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (¬ 𝑥𝑋 → ∃𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)(𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓)))
128127adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹) → (¬ 𝑥𝑋 → ∃𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)(𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓)))
129117, 128pm2.61d 169 . . . . . . 7 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ¬ 𝑥𝐹) → ∃𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)(𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓))
130129ex 449 . . . . . 6 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (¬ 𝑥𝐹 → ∃𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)(𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓)))
131 rexanali 2981 . . . . . 6 (∃𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)(𝐹𝑓 ∧ ¬ 𝑥𝑓) ↔ ¬ ∀𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)(𝐹𝑓𝑥𝑓))
132130, 131syl6ib 240 . . . . 5 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (¬ 𝑥𝐹 → ¬ ∀𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)(𝐹𝑓𝑥𝑓)))
133132con4d 113 . . . 4 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (∀𝑓 ∈ (UFil‘𝑋)(𝐹𝑓𝑥𝑓) → 𝑥𝐹))
1342, 133syl5bi 231 . . 3 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (𝑥 {𝑓 ∈ (UFil‘𝑋) ∣ 𝐹𝑓} → 𝑥𝐹))
135134ssrdv 3574 . 2 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → {𝑓 ∈ (UFil‘𝑋) ∣ 𝐹𝑓} ⊆ 𝐹)
136 ssintub 4430 . . 3 𝐹 {𝑓 ∈ (UFil‘𝑋) ∣ 𝐹𝑓}
137136a1i 11 . 2 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → 𝐹 {𝑓 ∈ (UFil‘𝑋) ∣ 𝐹𝑓})
138135, 137eqssd 3585 1 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → {𝑓 ∈ (UFil‘𝑋) ∣ 𝐹𝑓} = 𝐹)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383   ∧ w3a 1031   = wceq 1475   ∈ wcel 1977   ≠ wne 2780  ∀wral 2896  ∃wrex 2897  {crab 2900  Vcvv 3173   ∖ cdif 3537   ∪ cun 3538   ∩ cin 3539   ⊆ wss 3540  ∅c0 3874  𝒫 cpw 4108  {csn 4125  ∩ cint 4410  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  ficfi 8199  fBascfbas 19555  filGencfg 19556  Filcfil 21459  UFilcufil 21513 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-ac2 9168 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-se 4998  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-isom 5813  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-rpss 6835  df-om 6958  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-oadd 7451  df-er 7629  df-en 7842  df-dom 7843  df-fin 7845  df-fi 8200  df-card 8648  df-ac 8822  df-cda 8873  df-fbas 19564  df-fg 19565  df-fil 21460  df-ufil 21515 This theorem is referenced by: (None)
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