Theorem unfidisj 6810

Description: The union of two disjoint finite sets is finite. (Contributed by Jim Kingdon, 25-Feb-2022.)

Assertion

Ref	Expression
unfidisj	⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → (𝐴 ∪ 𝐵) ∈ Fin)

Proof of Theorem unfidisj

Dummy variables 𝑤 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		uneq2 3224	. . 3 ⊢ (𝑤 = ∅ → (𝐴 ∪ 𝑤) = (𝐴 ∪ ∅))
2	1	eleq1d 2208	. 2 ⊢ (𝑤 = ∅ → ((𝐴 ∪ 𝑤) ∈ Fin ↔ (𝐴 ∪ ∅) ∈ Fin))
3		uneq2 3224	. . 3 ⊢ (𝑤 = 𝑦 → (𝐴 ∪ 𝑤) = (𝐴 ∪ 𝑦))
4	3	eleq1d 2208	. 2 ⊢ (𝑤 = 𝑦 → ((𝐴 ∪ 𝑤) ∈ Fin ↔ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin))
5		uneq2 3224	. . 3 ⊢ (𝑤 = (𝑦 ∪ {𝑧}) → (𝐴 ∪ 𝑤) = (𝐴 ∪ (𝑦 ∪ {𝑧})))
6	5	eleq1d 2208	. 2 ⊢ (𝑤 = (𝑦 ∪ {𝑧}) → ((𝐴 ∪ 𝑤) ∈ Fin ↔ (𝐴 ∪ (𝑦 ∪ {𝑧})) ∈ Fin))
7		uneq2 3224	. . 3 ⊢ (𝑤 = 𝐵 → (𝐴 ∪ 𝑤) = (𝐴 ∪ 𝐵))
8	7	eleq1d 2208	. 2 ⊢ (𝑤 = 𝐵 → ((𝐴 ∪ 𝑤) ∈ Fin ↔ (𝐴 ∪ 𝐵) ∈ Fin))
9		un0 3396	. . 3 ⊢ (𝐴 ∪ ∅) = 𝐴
10		simp1 981	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → 𝐴 ∈ Fin)
11	9, 10	eqeltrid 2226	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → (𝐴 ∪ ∅) ∈ Fin)
12		unass 3233	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∪ 𝑦) ∪ {𝑧}) = (𝐴 ∪ (𝑦 ∪ {𝑧}))
13		simpr 109	. . . . 5 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin)
14		vex 2689	. . . . . 6 ⊢ 𝑧 ∈ V
15	14	a1i 9	. . . . 5 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → 𝑧 ∈ V)
16		simplrr 525	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))
17	16	eldifad 3082	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → 𝑧 ∈ 𝐵)
18		simp3 983	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅)
19	18	ad3antrrr 483	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅)
20		minel 3424	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑧 ∈ 𝐵 ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → ¬ 𝑧 ∈ 𝐴)
21	17, 19, 20	syl2anc 408	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → ¬ 𝑧 ∈ 𝐴)
22	16	eldifbd 3083	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → ¬ 𝑧 ∈ 𝑦)
23		ioran 741	. . . . . . 7 ⊢ (¬ (𝑧 ∈ 𝐴 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦) ↔ (¬ 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑧 ∈ 𝑦))
24	21, 22, 23	sylanbrc 413	. . . . . 6 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → ¬ (𝑧 ∈ 𝐴 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))
25		elun 3217	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 ∈ (𝐴 ∪ 𝑦) ↔ (𝑧 ∈ 𝐴 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))
26	24, 25	sylnibr 666	. . . . 5 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → ¬ 𝑧 ∈ (𝐴 ∪ 𝑦))
27		unsnfi 6807	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin ∧ 𝑧 ∈ V ∧ ¬ 𝑧 ∈ (𝐴 ∪ 𝑦)) → ((𝐴 ∪ 𝑦) ∪ {𝑧}) ∈ Fin)
28	13, 15, 26, 27	syl3anc 1216	. . . 4 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → ((𝐴 ∪ 𝑦) ∪ {𝑧}) ∈ Fin)
29	12, 28	eqeltrrid 2227	. . 3 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → (𝐴 ∪ (𝑦 ∪ {𝑧})) ∈ Fin)
30	29	ex 114	. 2 ⊢ ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) → ((𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin → (𝐴 ∪ (𝑦 ∪ {𝑧})) ∈ Fin))
31		simp2 982	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → 𝐵 ∈ Fin)
32	2, 4, 6, 8, 11, 30, 31	findcard2sd 6786	1 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → (𝐴 ∪ 𝐵) ∈ Fin)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 103   ∨ wo 697   ∧ w3a 962   = wceq 1331   ∈ wcel 1480  Vcvv 2686   ∖ cdif 3068   ∪ cun 3069   ∩ cin 3070   ⊆ wss 3071  ∅c0 3363  {csn 3527  Fincfn 6634

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 603  ax-in2 604  ax-io 698  ax-5 1423  ax-7 1424  ax-gen 1425  ax-ie1 1469  ax-ie2 1470  ax-8 1482  ax-10 1483  ax-11 1484  ax-i12 1485  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-13 1491  ax-14 1492  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2121  ax-coll 4043  ax-sep 4046  ax-nul 4054  ax-pow 4098  ax-pr 4131  ax-un 4355  ax-setind 4452  ax-iinf 4502

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 820  df-3or 963  df-3an 964  df-tru 1334  df-fal 1337  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2002  df-mo 2003  df-clab 2126  df-cleq 2132  df-clel 2135  df-nfc 2270  df-ne 2309  df-ral 2421  df-rex 2422  df-reu 2423  df-rab 2425  df-v 2688  df-sbc 2910  df-csb 3004  df-dif 3073  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-nul 3364  df-if 3475  df-pw 3512  df-sn 3533  df-pr 3534  df-op 3536  df-uni 3737  df-int 3772  df-iun 3815  df-br 3930  df-opab 3990  df-mpt 3991  df-tr 4027  df-id 4215  df-iord 4288  df-on 4290  df-suc 4293  df-iom 4505  df-xp 4545  df-rel 4546  df-cnv 4547  df-co 4548  df-dm 4549  df-rn 4550  df-res 4551  df-ima 4552  df-iota 5088  df-fun 5125  df-fn 5126  df-f 5127  df-f1 5128  df-fo 5129  df-f1o 5130  df-fv 5131  df-1o 6313  df-er 6429  df-en 6635  df-fin 6637

This theorem is referenced by:  unfiin  6814  prfidisj  6815  tpfidisj  6816  xpfi  6818  iunfidisj  6834  hashunlem  10550  hashun  10551  fsumsplitsnun  11188  fsum2dlemstep  11203  fsumconst  11223