Sea un conjunto y una colección de subconjuntos de que tiene la propiedad de la intersección finita. Entonces existe una colección de subconjuntos de que contiene a y tiene la propiedad de la intersección finita que además es maximal, esto es, no hay ninguna otra colección con esa propiedad que contenga a .
Demostración
Se construirá usando el Lema de Zorn. La notación será la siguiente:
es un elemento de .
es un subconjunto de .
es una colección de subconjuntos de .
es superconjunto cuyos elementos son colecciones de subconjuntos de .
Sea una cadena de colecciones de conjuntos de , es decir, dados , se tiene que o bien con la propiedad de la intersección finita. Buscamos ver que tiene una cota superior. Para ello, definimos
que al contener a la unión de todas las colecciones de es la cota superior requerida; no obstante, es necesario que cumpla la propiedad de la intersección finita para lo que se busca demostrar.
Sean . Por la definición de , para cada uno de ellos va a existir un tal que . Al ser una cadena, totalmente ordenado por la relación de inclusión, y cumplirse que , entonces tal que ; pues es un conjunto finito. Entonces, todos los conjuntos pertenecen a [1]. Además, ya que tiene la propiedad de la intersección finita por hipótesis, la intersección