Theorem unct 11991

Description: The union of two countable sets is countable. Corollary 8.1.20 of [AczelRathjen], p. 75. (Contributed by Jim Kingdon, 1-Nov-2023.)

Assertion

Ref	Expression
unct	|- ( ( E. f f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ E. g g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) -> E. h h : om -onto-> ( ( A u. B ) ⊔ 1o ) )

Distinct variable groups:   A, f, g, h   B, f, g, h

Proof of Theorem unct

Dummy variables j x are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		2onn 6425	. . . . . . . 8 |- 2o e. om
2		nnfi 6774	. . . . . . . 8 |- ( 2o e. om -> 2o e. Fin )
3		finct 7009	. . . . . . . 8 |- ( 2o e. Fin -> E. j j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) )
4	1, 2, 3	mp2b 8	. . . . . . 7 |- E. j j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o )
5	4	a1i 9	. . . . . 6 |- ( ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) -> E. j j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) )
6		simpr 109	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) /\ j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) ) -> j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) )
7		df2o3 6335	. . . . . . . . . 10 |- 2o = { (/) , 1o }
8		djueq1 6933	. . . . . . . . . 10 |- ( 2o = { (/) , 1o } -> ( 2o ⊔ 1o ) = ( { (/) , 1o } ⊔ 1o ) )
9		foeq3 5351	. . . . . . . . . 10 |- ( ( 2o ⊔ 1o ) = ( { (/) , 1o } ⊔ 1o ) -> ( j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) <-> j : om -onto-> ( { (/) , 1o } ⊔ 1o ) ) )
10	7, 8, 9	mp2b 8	. . . . . . . . 9 |- ( j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) <-> j : om -onto-> ( { (/) , 1o } ⊔ 1o ) )
11	6, 10	sylib 121	. . . . . . . 8 |- ( ( ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) /\ j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) ) -> j : om -onto-> ( { (/) , 1o } ⊔ 1o ) )
12		simplll 523	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) /\ j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) ) /\ x = (/) ) -> f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) )
13		iftrue 3484	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( x = (/) -> if ( x = (/) , f , g ) = f )
14		eqidd 2141	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( x = (/) -> om = om )
15		iftrue 3484	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( x = (/) -> if ( x = (/) , A , B ) = A )
16		djueq1 6933	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( if ( x = (/) , A , B ) = A -> ( if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) = ( A ⊔ 1o ) )
17	15, 16	syl 14	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( x = (/) -> ( if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) = ( A ⊔ 1o ) )
18	13, 14, 17	foeq123d 5369	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( x = (/) -> ( if ( x = (/) , f , g ) : om -onto-> ( if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) <-> f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) ) )
19	18	adantl 275	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) /\ j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) ) /\ x = (/) ) -> ( if ( x = (/) , f , g ) : om -onto-> ( if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) <-> f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) ) )
20	12, 19	mpbird 166	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) /\ j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) ) /\ x = (/) ) -> if ( x = (/) , f , g ) : om -onto-> ( if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) )
21	20	ex 114	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) /\ j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) ) -> ( x = (/) -> if ( x = (/) , f , g ) : om -onto-> ( if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) ) )
22		simpllr 524	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) /\ j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) ) /\ x = 1o ) -> g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) )
23		1n0 6337	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- 1o =/= (/)
24	23	neii 2311	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- -. 1o = (/)
25		eqeq1 2147	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( x = 1o -> ( x = (/) <-> 1o = (/) ) )
26	24, 25	mtbiri 665	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( x = 1o -> -. x = (/) )
27	26	adantl 275	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) /\ j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) ) /\ x = 1o ) -> -. x = (/) )
28		iffalse 3487	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( -. x = (/) -> if ( x = (/) , f , g ) = g )
29		eqidd 2141	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( -. x = (/) -> om = om )
30		iffalse 3487	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( -. x = (/) -> if ( x = (/) , A , B ) = B )
31		djueq1 6933	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( if ( x = (/) , A , B ) = B -> ( if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) = ( B ⊔ 1o ) )
32	30, 31	syl 14	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( -. x = (/) -> ( if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) = ( B ⊔ 1o ) )
33	28, 29, 32	foeq123d 5369	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( -. x = (/) -> ( if ( x = (/) , f , g ) : om -onto-> ( if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) <-> g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) )
34	27, 33	syl 14	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) /\ j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) ) /\ x = 1o ) -> ( if ( x = (/) , f , g ) : om -onto-> ( if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) <-> g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) )
35	22, 34	mpbird 166	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) /\ j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) ) /\ x = 1o ) -> if ( x = (/) , f , g ) : om -onto-> ( if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) )
36	35	ex 114	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) /\ j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) ) -> ( x = 1o -> if ( x = (/) , f , g ) : om -onto-> ( if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) ) )
37	21, 36	jaod 707	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) /\ j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) ) -> ( ( x = (/) \/ x = 1o ) -> if ( x = (/) , f , g ) : om -onto-> ( if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) ) )
38		elpri 3555	. . . . . . . . 9 |- ( x e. { (/) , 1o } -> ( x = (/) \/ x = 1o ) )
39	37, 38	impel 278	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) /\ j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) ) /\ x e. { (/) , 1o } ) -> if ( x = (/) , f , g ) : om -onto-> ( if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) )
40	11, 39	ctiunct 11989	. . . . . . 7 |- ( ( ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) /\ j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) ) -> E. h h : om -onto-> ( U_ x e. { (/) , 1o } if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) )
41		0lt2o 6346	. . . . . . . . . 10 |- (/) e. 2o
42		1lt2o 6347	. . . . . . . . . 10 |- 1o e. 2o
43	26	iffalsed 3489	. . . . . . . . . . 11 |- ( x = 1o -> if ( x = (/) , A , B ) = B )
44	15, 43	iunxprg 3901	. . . . . . . . . 10 |- ( ( (/) e. 2o /\ 1o e. 2o ) -> U_ x e. { (/) , 1o } if ( x = (/) , A , B ) = ( A u. B ) )
45	41, 42, 44	mp2an 423	. . . . . . . . 9 |- U_ x e. { (/) , 1o } if ( x = (/) , A , B ) = ( A u. B )
46		djueq1 6933	. . . . . . . . 9 |- ( U_ x e. { (/) , 1o } if ( x = (/) , A , B ) = ( A u. B ) -> ( U_ x e. { (/) , 1o } if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) = ( ( A u. B ) ⊔ 1o ) )
47		foeq3 5351	. . . . . . . . 9 |- ( ( U_ x e. { (/) , 1o } if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) = ( ( A u. B ) ⊔ 1o ) -> ( h : om -onto-> ( U_ x e. { (/) , 1o } if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) <-> h : om -onto-> ( ( A u. B ) ⊔ 1o ) ) )
48	45, 46, 47	mp2b 8	. . . . . . . 8 |- ( h : om -onto-> ( U_ x e. { (/) , 1o } if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) <-> h : om -onto-> ( ( A u. B ) ⊔ 1o ) )
49	48	exbii 1585	. . . . . . 7 |- ( E. h h : om -onto-> ( U_ x e. { (/) , 1o } if ( x = (/) , A , B ) ⊔ 1o ) <-> E. h h : om -onto-> ( ( A u. B ) ⊔ 1o ) )
50	40, 49	sylib 121	. . . . . 6 |- ( ( ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) /\ j : om -onto-> ( 2o ⊔ 1o ) ) -> E. h h : om -onto-> ( ( A u. B ) ⊔ 1o ) )
51	5, 50	exlimddv 1871	. . . . 5 |- ( ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) -> E. h h : om -onto-> ( ( A u. B ) ⊔ 1o ) )
52	51	ex 114	. . . 4 |- ( f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) -> ( g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) -> E. h h : om -onto-> ( ( A u. B ) ⊔ 1o ) ) )
53	52	exlimiv 1578	. . 3 |- ( E. f f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) -> ( g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) -> E. h h : om -onto-> ( ( A u. B ) ⊔ 1o ) ) )
54	53	exlimdv 1792	. 2 |- ( E. f f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) -> ( E. g g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) -> E. h h : om -onto-> ( ( A u. B ) ⊔ 1o ) ) )
55	54	imp 123	1 |- ( ( E. f f : om -onto-> ( A ⊔ 1o ) /\ E. g g : om -onto-> ( B ⊔ 1o ) ) -> E. h h : om -onto-> ( ( A u. B ) ⊔ 1o ) )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   /\ wa 103   <-> wb 104   \/ wo 698   = wceq 1332   E.wex 1469   e. wcel 1481   u. cun 3074   (/)c0 3368   ifcif 3479   {cpr 3533   U_ciun 3821   omcom 4512   -onto->wfo 5129   1oc1o 6314   2oc2o 6315   Fincfn 6642   ⊔ cdju 6930

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 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1424  ax-7 1425  ax-gen 1426  ax-ie1 1470  ax-ie2 1471  ax-8 1483  ax-10 1484  ax-11 1485  ax-i12 1486  ax-bndl 1487  ax-4 1488  ax-13 1492  ax-14 1493  ax-17 1507  ax-i9 1511  ax-ial 1515  ax-i5r 1516  ax-ext 2122  ax-coll 4051  ax-sep 4054  ax-nul 4062  ax-pow 4106  ax-pr 4139  ax-un 4363  ax-setind 4460  ax-iinf 4510  ax-cnex 7735  ax-resscn 7736  ax-1cn 7737  ax-1re 7738  ax-icn 7739  ax-addcl 7740  ax-addrcl 7741  ax-mulcl 7742  ax-mulrcl 7743  ax-addcom 7744  ax-mulcom 7745  ax-addass 7746  ax-mulass 7747  ax-distr 7748  ax-i2m1 7749  ax-0lt1 7750  ax-1rid 7751  ax-0id 7752  ax-rnegex 7753  ax-precex 7754  ax-cnre 7755  ax-pre-ltirr 7756  ax-pre-ltwlin 7757  ax-pre-lttrn 7758  ax-pre-apti 7759  ax-pre-ltadd 7760  ax-pre-mulgt0 7761  ax-pre-mulext 7762  ax-arch 7763

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 821  df-3or 964  df-3an 965  df-tru 1335  df-fal 1338  df-xor 1355  df-nf 1438  df-sb 1737  df-eu 2003  df-mo 2004  df-clab 2127  df-cleq 2133  df-clel 2136  df-nfc 2271  df-ne 2310  df-nel 2405  df-ral 2422  df-rex 2423  df-reu 2424  df-rmo 2425  df-rab 2426  df-v 2691  df-sbc 2914  df-csb 3008  df-dif 3078  df-un 3080  df-in 3082  df-ss 3089  df-nul 3369  df-if 3480  df-pw 3517  df-sn 3538  df-pr 3539  df-op 3541  df-uni 3745  df-int 3780  df-iun 3823  df-br 3938  df-opab 3998  df-mpt 3999  df-tr 4035  df-id 4223  df-po 4226  df-iso 4227  df-iord 4296  df-on 4298  df-ilim 4299  df-suc 4301  df-iom 4513  df-xp 4553  df-rel 4554  df-cnv 4555  df-co 4556  df-dm 4557  df-rn 4558  df-res 4559  df-ima 4560  df-iota 5096  df-fun 5133  df-fn 5134  df-f 5135  df-f1 5136  df-fo 5137  df-f1o 5138  df-fv 5139  df-riota 5738  df-ov 5785  df-oprab 5786  df-mpo 5787  df-1st 6046  df-2nd 6047  df-recs 6210  df-frec 6296  df-1o 6321  df-2o 6322  df-er 6437  df-en 6643  df-fin 6645  df-dju 6931  df-inl 6940  df-inr 6941  df-case 6977  df-pnf 7826  df-mnf 7827  df-xr 7828  df-ltxr 7829  df-le 7830  df-sub 7959  df-neg 7960  df-reap 8361  df-ap 8368  df-div 8457  df-inn 8745  df-2 8803  df-n0 9002  df-z 9079  df-uz 9351  df-q 9439  df-rp 9471  df-fz 9822  df-fl 10074  df-mod 10127  df-seqfrec 10250  df-exp 10324  df-dvds 11530

This theorem is referenced by: (None)