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Theorem isufil2 21522
Description: The maximal property of an ultrafilter. (Contributed by Jeff Hankins, 30-Nov-2009.) (Revised by Stefan O'Rear, 2-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
isufil2 (𝐹 ∈ (UFil‘𝑋) ↔ (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓)))
Distinct variable groups:   𝑓,𝐹   𝑓,𝑋
Proof of Theorem isufil2
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ufilfil 21518 . . 3 (𝐹 ∈ (UFil‘𝑋) → 𝐹 ∈ (Fil‘𝑋))
2 ufilmax 21521 . . . . 5 ((𝐹 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝐹 ⊆ 𝑓) → 𝐹 = 𝑓)
323expia 1259 . . . 4 ((𝐹 ∈ (UFil‘𝑋) ∧ 𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)) → (𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓))
43ralrimiva 2949 . . 3 (𝐹 ∈ (UFil‘𝑋) → ∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓))
51, 4jca 553 . 2 (𝐹 ∈ (UFil‘𝑋) → (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓)))
6 simpl 472 . . 3 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓)) → 𝐹 ∈ (Fil‘𝑋))
7 selpw 4115 . . . . 5 (𝑥 ∈ 𝒫 𝑋 ↔ 𝑥 ⊆ 𝑋)
8 simpll 786 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → 𝐹 ∈ (Fil‘𝑋))
9 snex 4835 . . . . . . . . . . . . . . . 16 {𝑥} ∈ V
10 unexg 6857 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ {𝑥} ∈ V) → (𝐹 ∪ {𝑥}) ∈ V)
118, 9, 10sylancl 693 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → (𝐹 ∪ {𝑥}) ∈ V)
12 ssfii 8208 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐹 ∪ {𝑥}) ∈ V → (𝐹 ∪ {𝑥}) ⊆ (fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})))
1311, 12syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → (𝐹 ∪ {𝑥}) ⊆ (fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})))
14 filsspw 21465 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → 𝐹 ⊆ 𝒫 𝑋)
1514ad2antrr 758 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → 𝐹 ⊆ 𝒫 𝑋)
167biimpri 217 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑥 ⊆ 𝑋 → 𝑥 ∈ 𝒫 𝑋)
1716ad2antlr 759 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → 𝑥 ∈ 𝒫 𝑋)
1817snssd 4281 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → {𝑥} ⊆ 𝒫 𝑋)
1915, 18unssd 3751 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → (𝐹 ∪ {𝑥}) ⊆ 𝒫 𝑋)
20 ssun2 3739 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 {𝑥} ⊆ (𝐹 ∪ {𝑥})
21 vex 3176 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝑥 ∈ V
2221snnz 4252 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 {𝑥} ≠ ∅
23 ssn0 3928 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (({𝑥} ⊆ (𝐹 ∪ {𝑥}) ∧ {𝑥} ≠ ∅) → (𝐹 ∪ {𝑥}) ≠ ∅)
2420, 22, 23mp2an 704 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐹 ∪ {𝑥}) ≠ ∅
2524a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → (𝐹 ∪ {𝑥}) ≠ ∅)
26 simpr 476 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅)
27 ineq2 3770 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑓 = 𝑥 → (𝑦 ∩ 𝑓) = (𝑦 ∩ 𝑥))
2827neeq1d 2841 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑓 = 𝑥 → ((𝑦 ∩ 𝑓) ≠ ∅ ↔ (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅))
2921, 28ralsn 4169 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (∀𝑓 ∈ {𝑥} (𝑦 ∩ 𝑓) ≠ ∅ ↔ (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅)
3029ralbii 2963 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (∀𝑦 ∈ 𝐹 ∀𝑓 ∈ {𝑥} (𝑦 ∩ 𝑓) ≠ ∅ ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅)
3126, 30sylibr 223 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → ∀𝑦 ∈ 𝐹 ∀𝑓 ∈ {𝑥} (𝑦 ∩ 𝑓) ≠ ∅)
32 filfbas 21462 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → 𝐹 ∈ (fBas‘𝑋))
3332ad2antrr 758 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → 𝐹 ∈ (fBas‘𝑋))
34 simplr 788 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → 𝑥 ⊆ 𝑋)
35 inss2 3796 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑋 ∩ 𝑥) ⊆ 𝑥
36 filtop 21469 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → 𝑋 ∈ 𝐹)
3736adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) → 𝑋 ∈ 𝐹)
38 ineq1 3769 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑦 = 𝑋 → (𝑦 ∩ 𝑥) = (𝑋 ∩ 𝑥))
3938neeq1d 2841 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑦 = 𝑋 → ((𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅ ↔ (𝑋 ∩ 𝑥) ≠ ∅))
4039rspcva 3280 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑋 ∈ 𝐹 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → (𝑋 ∩ 𝑥) ≠ ∅)
4137, 40sylan 487 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → (𝑋 ∩ 𝑥) ≠ ∅)
42 ssn0 3928 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑋 ∩ 𝑥) ⊆ 𝑥 ∧ (𝑋 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → 𝑥 ≠ ∅)
4335, 41, 42sylancr 694 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → 𝑥 ≠ ∅)
4436ad2antrr 758 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → 𝑋 ∈ 𝐹)
45 snfbas 21480 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥 ⊆ 𝑋 ∧ 𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) → {𝑥} ∈ (fBas‘𝑋))
4634, 43, 44, 45syl3anc 1318 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → {𝑥} ∈ (fBas‘𝑋))
47 fbunfip 21483 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ {𝑥} ∈ (fBas‘𝑋)) → (¬ ∅ ∈ (fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐹 ∀𝑓 ∈ {𝑥} (𝑦 ∩ 𝑓) ≠ ∅))
4833, 46, 47syl2anc 691 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → (¬ ∅ ∈ (fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐹 ∀𝑓 ∈ {𝑥} (𝑦 ∩ 𝑓) ≠ ∅))
4931, 48mpbird 246 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → ¬ ∅ ∈ (fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})))
50 fsubbas 21481 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑋 ∈ 𝐹 → ((fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})) ∈ (fBas‘𝑋) ↔ ((𝐹 ∪ {𝑥}) ⊆ 𝒫 𝑋 ∧ (𝐹 ∪ {𝑥}) ≠ ∅ ∧ ¬ ∅ ∈ (fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})))))
5144, 50syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → ((fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})) ∈ (fBas‘𝑋) ↔ ((𝐹 ∪ {𝑥}) ⊆ 𝒫 𝑋 ∧ (𝐹 ∪ {𝑥}) ≠ ∅ ∧ ¬ ∅ ∈ (fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})))))
5219, 25, 49, 51mpbir3and 1238 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → (fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})) ∈ (fBas‘𝑋))
53 ssfg 21486 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})) ∈ (fBas‘𝑋) → (fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})) ⊆ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))))
5452, 53syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → (fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})) ⊆ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))))
5513, 54sstrd 3578 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → (𝐹 ∪ {𝑥}) ⊆ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))))
5655unssad 3752 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → 𝐹 ⊆ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))))
57 fgcl 21492 . . . . . . . . . . . . 13 ((fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})) ∈ (fBas‘𝑋) → (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))) ∈ (Fil‘𝑋))
58 sseq2 3590 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑓 = (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))) → (𝐹 ⊆ 𝑓 ↔ 𝐹 ⊆ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})))))
59 eqeq2 2621 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑓 = (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))) → (𝐹 = 𝑓 ↔ 𝐹 = (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})))))
6058, 59imbi12d 333 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑓 = (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))) → ((𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓) ↔ (𝐹 ⊆ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))) → 𝐹 = (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))))))
6160rspcv 3278 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))) ∈ (Fil‘𝑋) → (∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓) → (𝐹 ⊆ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))) → 𝐹 = (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))))))
6252, 57, 613syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → (∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓) → (𝐹 ⊆ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))) → 𝐹 = (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))))))
6356, 62mpid 43 . . . . . . . . . . 11 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → (∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓) → 𝐹 = (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})))))
64 vsnid 4156 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑥 ∈ {𝑥}
6520, 64sselii 3565 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑥 ∈ (𝐹 ∪ {𝑥})
6665a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → 𝑥 ∈ (𝐹 ∪ {𝑥}))
6755, 66sseldd 3569 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → 𝑥 ∈ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))))
68 eleq2 2677 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹 = (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))) → (𝑥 ∈ 𝐹 ↔ 𝑥 ∈ (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥})))))
6967, 68syl5ibrcom 236 . . . . . . . . . . 11 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → (𝐹 = (𝑋filGen(fi‘(𝐹 ∪ {𝑥}))) → 𝑥 ∈ 𝐹))
7063, 69syld 46 . . . . . . . . . 10 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → (∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓) → 𝑥 ∈ 𝐹))
7170impancom 455 . . . . . . . . 9 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) ∧ ∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓)) → (∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅ → 𝑥 ∈ 𝐹))
7271an32s 842 . . . . . . . 8 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓)) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) → (∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅ → 𝑥 ∈ 𝐹))
7372con3d 147 . . . . . . 7 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓)) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) → (¬ 𝑥 ∈ 𝐹 → ¬ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅))
74 rexnal 2978 . . . . . . . . 9 (∃𝑦 ∈ 𝐹 ¬ (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅ ↔ ¬ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅)
75 nne 2786 . . . . . . . . . . 11 (¬ (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅ ↔ (𝑦 ∩ 𝑥) = ∅)
76 filelss 21466 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑦 ∈ 𝐹) → 𝑦 ⊆ 𝑋)
77 reldisj 3972 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ⊆ 𝑋 → ((𝑦 ∩ 𝑥) = ∅ ↔ 𝑦 ⊆ (𝑋 ∖ 𝑥)))
7876, 77syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑦 ∈ 𝐹) → ((𝑦 ∩ 𝑥) = ∅ ↔ 𝑦 ⊆ (𝑋 ∖ 𝑥)))
79 difss 3699 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑋 ∖ 𝑥) ⊆ 𝑋
80 filss 21467 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ (𝑦 ∈ 𝐹 ∧ (𝑋 ∖ 𝑥) ⊆ 𝑋 ∧ 𝑦 ⊆ (𝑋 ∖ 𝑥))) → (𝑋 ∖ 𝑥) ∈ 𝐹)
81803exp2 1277 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (𝑦 ∈ 𝐹 → ((𝑋 ∖ 𝑥) ⊆ 𝑋 → (𝑦 ⊆ (𝑋 ∖ 𝑥) → (𝑋 ∖ 𝑥) ∈ 𝐹))))
8279, 81mpii 45 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (𝑦 ∈ 𝐹 → (𝑦 ⊆ (𝑋 ∖ 𝑥) → (𝑋 ∖ 𝑥) ∈ 𝐹)))
8382imp 444 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑦 ∈ 𝐹) → (𝑦 ⊆ (𝑋 ∖ 𝑥) → (𝑋 ∖ 𝑥) ∈ 𝐹))
8478, 83sylbid 229 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑦 ∈ 𝐹) → ((𝑦 ∩ 𝑥) = ∅ → (𝑋 ∖ 𝑥) ∈ 𝐹))
8575, 84syl5bi 231 . . . . . . . . . 10 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ 𝑦 ∈ 𝐹) → (¬ (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅ → (𝑋 ∖ 𝑥) ∈ 𝐹))
8685rexlimdva 3013 . . . . . . . . 9 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (∃𝑦 ∈ 𝐹 ¬ (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅ → (𝑋 ∖ 𝑥) ∈ 𝐹))
8774, 86syl5bir 232 . . . . . . . 8 (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) → (¬ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅ → (𝑋 ∖ 𝑥) ∈ 𝐹))
8887ad2antrr 758 . . . . . . 7 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓)) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) → (¬ ∀𝑦 ∈ 𝐹 (𝑦 ∩ 𝑥) ≠ ∅ → (𝑋 ∖ 𝑥) ∈ 𝐹))
8973, 88syld 46 . . . . . 6 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓)) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) → (¬ 𝑥 ∈ 𝐹 → (𝑋 ∖ 𝑥) ∈ 𝐹))
9089orrd 392 . . . . 5 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓)) ∧ 𝑥 ⊆ 𝑋) → (𝑥 ∈ 𝐹 ∨ (𝑋 ∖ 𝑥) ∈ 𝐹))
917, 90sylan2b 491 . . . 4 (((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓)) ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 𝑋) → (𝑥 ∈ 𝐹 ∨ (𝑋 ∖ 𝑥) ∈ 𝐹))
9291ralrimiva 2949 . . 3 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓)) → ∀𝑥 ∈ 𝒫 𝑋(𝑥 ∈ 𝐹 ∨ (𝑋 ∖ 𝑥) ∈ 𝐹))
93 isufil 21517 . . 3 (𝐹 ∈ (UFil‘𝑋) ↔ (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝒫 𝑋(𝑥 ∈ 𝐹 ∨ (𝑋 ∖ 𝑥) ∈ 𝐹)))
946, 92, 93sylanbrc 695 . 2 ((𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓)) → 𝐹 ∈ (UFil‘𝑋))
955, 94impbii 198 1 (𝐹 ∈ (UFil‘𝑋) ↔ (𝐹 ∈ (Fil‘𝑋) ∧ ∀𝑓 ∈ (Fil‘𝑋)(𝐹 ⊆ 𝑓 → 𝐹 = 𝑓)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 195   ∨ wo 382   ∧ wa 383   ∧ w3a 1031   = wceq 1475   ∈ wcel 1977   ≠ wne 2780  ∀wral 2896  ∃wrex 2897  Vcvv 3173   ∖ cdif 3537   ∪ cun 3538   ∩ cin 3539   ⊆ wss 3540  ∅c0 3874  𝒫 cpw 4108  {csn 4125  ‘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-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847
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-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-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-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  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-fin 7845  df-fi 8200  df-fbas 19564  df-fg 19565  df-fil 21460  df-ufil 21515
This theorem is referenced by:  filssufilg  21525  fmufil  21573
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