English
In a compact Hausdorff space, a set U is open iff for every ultrafilter F, if lim F ∈ U then U ∈ F.
Русский
В компактном Хаусдорфовом пространстве множество U открыто тогда и только тогда, когда для любого ультрафильтра F, если lim F ∈ U, то U ∈ F.
LaTeX
$$$\\text{IsOpen}(U) \\iff \\forall F : Ultrafilter X, F.lim \\in U \\rightarrow U \\in F.1$$$
Lean4
theorem isOpen_iff_ultrafilter' [CompactSpace X] (U : Set X) : IsOpen U ↔ ∀ F : Ultrafilter X, F.lim ∈ U → U ∈ F.1 :=
by
rw [isOpen_iff_ultrafilter]
refine ⟨fun h F hF => h F.lim hF F F.le_nhds_lim, ?_⟩
intro cond x hx f h
rw [← Ultrafilter.lim_eq_iff_le_nhds.2 h] at hx
exact cond _ hx