Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  fbunfip Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fbunfip 21720
 Description: A helpful lemma for showing that certain sets generate filters. (Contributed by Jeff Hankins, 3-Sep-2009.) (Revised by Stefan O'Rear, 2-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
fbunfip ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝐺 ∈ (fBas‘𝑌)) → (¬ ∅ ∈ (fi‘(𝐹𝐺)) ↔ ∀𝑥𝐹𝑦𝐺 (𝑥𝑦) ≠ ∅))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐺   𝑥,𝐹,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦   𝑥,𝑌,𝑦

Proof of Theorem fbunfip
Dummy variables 𝑤 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 elfiun 8377 . . . 4 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝐺 ∈ (fBas‘𝑌)) → (∅ ∈ (fi‘(𝐹𝐺)) ↔ (∅ ∈ (fi‘𝐹) ∨ ∅ ∈ (fi‘𝐺) ∨ ∃𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦))))
21notbid 307 . . 3 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝐺 ∈ (fBas‘𝑌)) → (¬ ∅ ∈ (fi‘(𝐹𝐺)) ↔ ¬ (∅ ∈ (fi‘𝐹) ∨ ∅ ∈ (fi‘𝐺) ∨ ∃𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦))))
3 3ioran 1073 . . . 4 (¬ (∅ ∈ (fi‘𝐹) ∨ ∅ ∈ (fi‘𝐺) ∨ ∃𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦)) ↔ (¬ ∅ ∈ (fi‘𝐹) ∧ ¬ ∅ ∈ (fi‘𝐺) ∧ ¬ ∃𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦)))
4 df-3an 1056 . . . 4 ((¬ ∅ ∈ (fi‘𝐹) ∧ ¬ ∅ ∈ (fi‘𝐺) ∧ ¬ ∃𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦)) ↔ ((¬ ∅ ∈ (fi‘𝐹) ∧ ¬ ∅ ∈ (fi‘𝐺)) ∧ ¬ ∃𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦)))
53, 4bitr2i 265 . . 3 (((¬ ∅ ∈ (fi‘𝐹) ∧ ¬ ∅ ∈ (fi‘𝐺)) ∧ ¬ ∃𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦)) ↔ ¬ (∅ ∈ (fi‘𝐹) ∨ ∅ ∈ (fi‘𝐺) ∨ ∃𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦)))
62, 5syl6bbr 278 . 2 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝐺 ∈ (fBas‘𝑌)) → (¬ ∅ ∈ (fi‘(𝐹𝐺)) ↔ ((¬ ∅ ∈ (fi‘𝐹) ∧ ¬ ∅ ∈ (fi‘𝐺)) ∧ ¬ ∃𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦))))
7 nesym 2879 . . . . . . 7 ((𝑥𝑦) ≠ ∅ ↔ ¬ ∅ = (𝑥𝑦))
87ralbii 3009 . . . . . 6 (∀𝑦 ∈ (fi‘𝐺)(𝑥𝑦) ≠ ∅ ↔ ∀𝑦 ∈ (fi‘𝐺) ¬ ∅ = (𝑥𝑦))
9 ralnex 3021 . . . . . 6 (∀𝑦 ∈ (fi‘𝐺) ¬ ∅ = (𝑥𝑦) ↔ ¬ ∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦))
108, 9bitri 264 . . . . 5 (∀𝑦 ∈ (fi‘𝐺)(𝑥𝑦) ≠ ∅ ↔ ¬ ∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦))
1110ralbii 3009 . . . 4 (∀𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∀𝑦 ∈ (fi‘𝐺)(𝑥𝑦) ≠ ∅ ↔ ∀𝑥 ∈ (fi‘𝐹) ¬ ∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦))
12 ralnex 3021 . . . 4 (∀𝑥 ∈ (fi‘𝐹) ¬ ∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦) ↔ ¬ ∃𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦))
1311, 12bitri 264 . . 3 (∀𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∀𝑦 ∈ (fi‘𝐺)(𝑥𝑦) ≠ ∅ ↔ ¬ ∃𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦))
14 fbasfip 21719 . . . . 5 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → ¬ ∅ ∈ (fi‘𝐹))
15 fbasfip 21719 . . . . 5 (𝐺 ∈ (fBas‘𝑌) → ¬ ∅ ∈ (fi‘𝐺))
1614, 15anim12i 589 . . . 4 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝐺 ∈ (fBas‘𝑌)) → (¬ ∅ ∈ (fi‘𝐹) ∧ ¬ ∅ ∈ (fi‘𝐺)))
1716biantrurd 528 . . 3 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝐺 ∈ (fBas‘𝑌)) → (¬ ∃𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦) ↔ ((¬ ∅ ∈ (fi‘𝐹) ∧ ¬ ∅ ∈ (fi‘𝐺)) ∧ ¬ ∃𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦))))
1813, 17syl5rbb 273 . 2 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝐺 ∈ (fBas‘𝑌)) → (((¬ ∅ ∈ (fi‘𝐹) ∧ ¬ ∅ ∈ (fi‘𝐺)) ∧ ¬ ∃𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∃𝑦 ∈ (fi‘𝐺)∅ = (𝑥𝑦)) ↔ ∀𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∀𝑦 ∈ (fi‘𝐺)(𝑥𝑦) ≠ ∅))
19 ssfii 8366 . . . . 5 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → 𝐹 ⊆ (fi‘𝐹))
20 ssralv 3699 . . . . 5 (𝐹 ⊆ (fi‘𝐹) → (∀𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∀𝑦 ∈ (fi‘𝐺)(𝑥𝑦) ≠ ∅ → ∀𝑥𝐹𝑦 ∈ (fi‘𝐺)(𝑥𝑦) ≠ ∅))
2119, 20syl 17 . . . 4 (𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) → (∀𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∀𝑦 ∈ (fi‘𝐺)(𝑥𝑦) ≠ ∅ → ∀𝑥𝐹𝑦 ∈ (fi‘𝐺)(𝑥𝑦) ≠ ∅))
22 ssfii 8366 . . . . . 6 (𝐺 ∈ (fBas‘𝑌) → 𝐺 ⊆ (fi‘𝐺))
23 ssralv 3699 . . . . . 6 (𝐺 ⊆ (fi‘𝐺) → (∀𝑦 ∈ (fi‘𝐺)(𝑥𝑦) ≠ ∅ → ∀𝑦𝐺 (𝑥𝑦) ≠ ∅))
2422, 23syl 17 . . . . 5 (𝐺 ∈ (fBas‘𝑌) → (∀𝑦 ∈ (fi‘𝐺)(𝑥𝑦) ≠ ∅ → ∀𝑦𝐺 (𝑥𝑦) ≠ ∅))
2524ralimdv 2992 . . . 4 (𝐺 ∈ (fBas‘𝑌) → (∀𝑥𝐹𝑦 ∈ (fi‘𝐺)(𝑥𝑦) ≠ ∅ → ∀𝑥𝐹𝑦𝐺 (𝑥𝑦) ≠ ∅))
2621, 25sylan9 690 . . 3 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝐺 ∈ (fBas‘𝑌)) → (∀𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∀𝑦 ∈ (fi‘𝐺)(𝑥𝑦) ≠ ∅ → ∀𝑥𝐹𝑦𝐺 (𝑥𝑦) ≠ ∅))
27 ineq1 3840 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥𝑦) = (𝑧𝑦))
2827neeq1d 2882 . . . . 5 (𝑥 = 𝑧 → ((𝑥𝑦) ≠ ∅ ↔ (𝑧𝑦) ≠ ∅))
29 ineq2 3841 . . . . . 6 (𝑦 = 𝑤 → (𝑧𝑦) = (𝑧𝑤))
3029neeq1d 2882 . . . . 5 (𝑦 = 𝑤 → ((𝑧𝑦) ≠ ∅ ↔ (𝑧𝑤) ≠ ∅))
3128, 30cbvral2v 3209 . . . 4 (∀𝑥𝐹𝑦𝐺 (𝑥𝑦) ≠ ∅ ↔ ∀𝑧𝐹𝑤𝐺 (𝑧𝑤) ≠ ∅)
32 fbssfi 21688 . . . . . . 7 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ (fi‘𝐹)) → ∃𝑧𝐹 𝑧𝑥)
33 fbssfi 21688 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ (fBas‘𝑌) ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐺)) → ∃𝑤𝐺 𝑤𝑦)
34 r19.29 3101 . . . . . . . . . 10 ((∀𝑧𝐹𝑤𝐺 (𝑧𝑤) ≠ ∅ ∧ ∃𝑧𝐹 𝑧𝑥) → ∃𝑧𝐹 (∀𝑤𝐺 (𝑧𝑤) ≠ ∅ ∧ 𝑧𝑥))
35 r19.29 3101 . . . . . . . . . . . . 13 ((∀𝑤𝐺 (𝑧𝑤) ≠ ∅ ∧ ∃𝑤𝐺 𝑤𝑦) → ∃𝑤𝐺 ((𝑧𝑤) ≠ ∅ ∧ 𝑤𝑦))
36 ss2in 3873 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑧𝑥𝑤𝑦) → (𝑧𝑤) ⊆ (𝑥𝑦))
37 sseq2 3660 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥𝑦) = ∅ → ((𝑧𝑤) ⊆ (𝑥𝑦) ↔ (𝑧𝑤) ⊆ ∅))
38 ss0 4007 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑧𝑤) ⊆ ∅ → (𝑧𝑤) = ∅)
3937, 38syl6bi 243 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥𝑦) = ∅ → ((𝑧𝑤) ⊆ (𝑥𝑦) → (𝑧𝑤) = ∅))
4036, 39syl5com 31 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑧𝑥𝑤𝑦) → ((𝑥𝑦) = ∅ → (𝑧𝑤) = ∅))
4140necon3d 2844 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑧𝑥𝑤𝑦) → ((𝑧𝑤) ≠ ∅ → (𝑥𝑦) ≠ ∅))
4241ex 449 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑧𝑥 → (𝑤𝑦 → ((𝑧𝑤) ≠ ∅ → (𝑥𝑦) ≠ ∅)))
4342com13 88 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑧𝑤) ≠ ∅ → (𝑤𝑦 → (𝑧𝑥 → (𝑥𝑦) ≠ ∅)))
4443imp 444 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑧𝑤) ≠ ∅ ∧ 𝑤𝑦) → (𝑧𝑥 → (𝑥𝑦) ≠ ∅))
4544rexlimivw 3058 . . . . . . . . . . . . 13 (∃𝑤𝐺 ((𝑧𝑤) ≠ ∅ ∧ 𝑤𝑦) → (𝑧𝑥 → (𝑥𝑦) ≠ ∅))
4635, 45syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((∀𝑤𝐺 (𝑧𝑤) ≠ ∅ ∧ ∃𝑤𝐺 𝑤𝑦) → (𝑧𝑥 → (𝑥𝑦) ≠ ∅))
4746impancom 455 . . . . . . . . . . 11 ((∀𝑤𝐺 (𝑧𝑤) ≠ ∅ ∧ 𝑧𝑥) → (∃𝑤𝐺 𝑤𝑦 → (𝑥𝑦) ≠ ∅))
4847rexlimivw 3058 . . . . . . . . . 10 (∃𝑧𝐹 (∀𝑤𝐺 (𝑧𝑤) ≠ ∅ ∧ 𝑧𝑥) → (∃𝑤𝐺 𝑤𝑦 → (𝑥𝑦) ≠ ∅))
4934, 48syl 17 . . . . . . . . 9 ((∀𝑧𝐹𝑤𝐺 (𝑧𝑤) ≠ ∅ ∧ ∃𝑧𝐹 𝑧𝑥) → (∃𝑤𝐺 𝑤𝑦 → (𝑥𝑦) ≠ ∅))
5049expimpd 628 . . . . . . . 8 (∀𝑧𝐹𝑤𝐺 (𝑧𝑤) ≠ ∅ → ((∃𝑧𝐹 𝑧𝑥 ∧ ∃𝑤𝐺 𝑤𝑦) → (𝑥𝑦) ≠ ∅))
5150com12 32 . . . . . . 7 ((∃𝑧𝐹 𝑧𝑥 ∧ ∃𝑤𝐺 𝑤𝑦) → (∀𝑧𝐹𝑤𝐺 (𝑧𝑤) ≠ ∅ → (𝑥𝑦) ≠ ∅))
5232, 33, 51syl2an 493 . . . . . 6 (((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ (fi‘𝐹)) ∧ (𝐺 ∈ (fBas‘𝑌) ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐺))) → (∀𝑧𝐹𝑤𝐺 (𝑧𝑤) ≠ ∅ → (𝑥𝑦) ≠ ∅))
5352an4s 886 . . . . 5 (((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝐺 ∈ (fBas‘𝑌)) ∧ (𝑥 ∈ (fi‘𝐹) ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐺))) → (∀𝑧𝐹𝑤𝐺 (𝑧𝑤) ≠ ∅ → (𝑥𝑦) ≠ ∅))
5453ralrimdvva 3003 . . . 4 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝐺 ∈ (fBas‘𝑌)) → (∀𝑧𝐹𝑤𝐺 (𝑧𝑤) ≠ ∅ → ∀𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∀𝑦 ∈ (fi‘𝐺)(𝑥𝑦) ≠ ∅))
5531, 54syl5bi 232 . . 3 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝐺 ∈ (fBas‘𝑌)) → (∀𝑥𝐹𝑦𝐺 (𝑥𝑦) ≠ ∅ → ∀𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∀𝑦 ∈ (fi‘𝐺)(𝑥𝑦) ≠ ∅))
5626, 55impbid 202 . 2 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝐺 ∈ (fBas‘𝑌)) → (∀𝑥 ∈ (fi‘𝐹)∀𝑦 ∈ (fi‘𝐺)(𝑥𝑦) ≠ ∅ ↔ ∀𝑥𝐹𝑦𝐺 (𝑥𝑦) ≠ ∅))
576, 18, 563bitrd 294 1 ((𝐹 ∈ (fBas‘𝑋) ∧ 𝐺 ∈ (fBas‘𝑌)) → (¬ ∅ ∈ (fi‘(𝐹𝐺)) ↔ ∀𝑥𝐹𝑦𝐺 (𝑥𝑦) ≠ ∅))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 383   ∨ w3o 1053   ∧ w3a 1054   = wceq 1523   ∈ wcel 2030   ≠ wne 2823  ∀wral 2941  ∃wrex 2942   ∪ cun 3605   ∩ cin 3606   ⊆ wss 3607  ∅c0 3948  ‘cfv 5926  ficfi 8357  fBascfbas 19782 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-oadd 7609  df-er 7787  df-en 7998  df-fin 8001  df-fi 8358  df-fbas 19791 This theorem is referenced by:  isufil2  21759  ufileu  21770  filufint  21771  fmfnfm  21809  hausflim  21832  flimclslem  21835  fclsfnflim  21878  flimfnfcls  21879
 Copyright terms: Public domain W3C validator