Theorem undifdc 6688

Description: Union of complementary parts into whole. This is a case where we can strengthen undifss 3367 from subset to equality. (Contributed by Jim Kingdon, 17-Jun-2022.)

Assertion

Ref	Expression
undifdc	|- ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) -> A = ( B u. ( A \ B ) ) )

Distinct variable groups:   x, A, y   y, B

Allowed substitution hint:   B( x)

Proof of Theorem undifdc

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		id 19	. . . 4 |- ( w = (/) -> w = (/) )
2		difeq2 3113	. . . 4 |- ( w = (/) -> ( A \ w ) = ( A \ (/) ) )
3	1, 2	uneq12d 3156	. . 3 |- ( w = (/) -> ( w u. ( A \ w ) ) = ( (/) u. ( A \ (/) ) ) )
4	3	eqeq2d 2100	. 2 |- ( w = (/) -> ( A = ( w u. ( A \ w ) ) <-> A = ( (/) u. ( A \ (/) ) ) ) )
5		id 19	. . . 4 |- ( w = v -> w = v )
6		difeq2 3113	. . . 4 |- ( w = v -> ( A \ w ) = ( A \ v ) )
7	5, 6	uneq12d 3156	. . 3 |- ( w = v -> ( w u. ( A \ w ) ) = ( v u. ( A \ v ) ) )
8	7	eqeq2d 2100	. 2 |- ( w = v -> ( A = ( w u. ( A \ w ) ) <-> A = ( v u. ( A \ v ) ) ) )
9		id 19	. . . 4 |- ( w = ( v u. { z } ) -> w = ( v u. { z } ) )
10		difeq2 3113	. . . 4 |- ( w = ( v u. { z } ) -> ( A \ w ) = ( A \ ( v u. { z } ) ) )
11	9, 10	uneq12d 3156	. . 3 |- ( w = ( v u. { z } ) -> ( w u. ( A \ w ) ) = ( ( v u. { z } ) u. ( A \ ( v u. { z } ) ) ) )
12	11	eqeq2d 2100	. 2 |- ( w = ( v u. { z } ) -> ( A = ( w u. ( A \ w ) ) <-> A = ( ( v u. { z } ) u. ( A \ ( v u. { z } ) ) ) ) )
13		id 19	. . . 4 |- ( w = B -> w = B )
14		difeq2 3113	. . . 4 |- ( w = B -> ( A \ w ) = ( A \ B ) )
15	13, 14	uneq12d 3156	. . 3 |- ( w = B -> ( w u. ( A \ w ) ) = ( B u. ( A \ B ) ) )
16	15	eqeq2d 2100	. 2 |- ( w = B -> ( A = ( w u. ( A \ w ) ) <-> A = ( B u. ( A \ B ) ) ) )
17		un0 3320	. . . 4 |- ( ( A \ (/) ) u. (/) ) = ( A \ (/) )
18		uncom 3145	. . . 4 |- ( ( A \ (/) ) u. (/) ) = ( (/) u. ( A \ (/) ) )
19		dif0 3357	. . . 4 |- ( A \ (/) ) = A
20	17, 18, 19	3eqtr3ri 2118	. . 3 |- A = ( (/) u. ( A \ (/) ) )
21	20	a1i 9	. 2 |- ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) -> A = ( (/) u. ( A \ (/) ) ) )
22		difundi 3252	. . . . . . 7 |- ( A \ ( v u. { z } ) ) = ( ( A \ v ) i^i ( A \ { z } ) )
23	22	uneq2i 3152	. . . . . 6 |- ( ( v u. { z } ) u. ( A \ ( v u. { z } ) ) ) = ( ( v u. { z } ) u. ( ( A \ v ) i^i ( A \ { z } ) ) )
24		undi 3248	. . . . . 6 |- ( ( v u. { z } ) u. ( ( A \ v ) i^i ( A \ { z } ) ) ) = ( ( ( v u. { z } ) u. ( A \ v ) ) i^i ( ( v u. { z } ) u. ( A \ { z } ) ) )
25	23, 24	eqtri 2109	. . . . 5 |- ( ( v u. { z } ) u. ( A \ ( v u. { z } ) ) ) = ( ( ( v u. { z } ) u. ( A \ v ) ) i^i ( ( v u. { z } ) u. ( A \ { z } ) ) )
26		simp3 946	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) -> B C_ A )
27	26	ad3antrrr 477	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> B C_ A )
28		simplrr 504	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> z e. ( B \ v ) )
29	28	eldifad 3011	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> z e. B )
30	27, 29	sseldd 3027	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> z e. A )
31	30	snssd 3588	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> { z } C_ A )
32		ssequn1 3171	. . . . . . . . 9 |- ( { z } C_ A <-> ( { z } u. A ) = A )
33	31, 32	sylib 121	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> ( { z } u. A ) = A )
34		simpr 109	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> A = ( v u. ( A \ v ) ) )
35	34	uneq2d 3155	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> ( { z } u. A ) = ( { z } u. ( v u. ( A \ v ) ) ) )
36	33, 35	eqtr3d 2123	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> A = ( { z } u. ( v u. ( A \ v ) ) ) )
37		uncom 3145	. . . . . . . . 9 |- ( v u. { z } ) = ( { z } u. v )
38	37	uneq1i 3151	. . . . . . . 8 |- ( ( v u. { z } ) u. ( A \ v ) ) = ( ( { z } u. v ) u. ( A \ v ) )
39		unass 3158	. . . . . . . 8 |- ( ( { z } u. v ) u. ( A \ v ) ) = ( { z } u. ( v u. ( A \ v ) ) )
40	38, 39	eqtri 2109	. . . . . . 7 |- ( ( v u. { z } ) u. ( A \ v ) ) = ( { z } u. ( v u. ( A \ v ) ) )
41	36, 40	syl6reqr 2140	. . . . . 6 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> ( ( v u. { z } ) u. ( A \ v ) ) = A )
42		unass 3158	. . . . . . . 8 |- ( ( v u. { z } ) u. ( A \ { z } ) ) = ( v u. ( { z } u. ( A \ { z } ) ) )
43		uncom 3145	. . . . . . . . . 10 |- ( { z } u. ( A \ { z } ) ) = ( ( A \ { z } ) u. { z } )
44		simp1 944	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) -> A. x e. A A. y e. A DECID x = y )
45	44	ad3antrrr 477	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> A. x e. A A. y e. A DECID x = y )
46		dcdifsnid 6277	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ z e. A ) -> ( ( A \ { z } ) u. { z } ) = A )
47	45, 30, 46	syl2anc 404	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> ( ( A \ { z } ) u. { z } ) = A )
48	43, 47	syl5eq 2133	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> ( { z } u. ( A \ { z } ) ) = A )
49	48	uneq2d 3155	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> ( v u. ( { z } u. ( A \ { z } ) ) ) = ( v u. A ) )
50	42, 49	syl5eq 2133	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> ( ( v u. { z } ) u. ( A \ { z } ) ) = ( v u. A ) )
51		simplrl 503	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> v C_ B )
52	51, 27	sstrd 3036	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> v C_ A )
53		ssequn1 3171	. . . . . . . 8 |- ( v C_ A <-> ( v u. A ) = A )
54	52, 53	sylib 121	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> ( v u. A ) = A )
55	50, 54	eqtrd 2121	. . . . . 6 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> ( ( v u. { z } ) u. ( A \ { z } ) ) = A )
56	41, 55	ineq12d 3203	. . . . 5 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> ( ( ( v u. { z } ) u. ( A \ v ) ) i^i ( ( v u. { z } ) u. ( A \ { z } ) ) ) = ( A i^i A ) )
57	25, 56	syl5eq 2133	. . . 4 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> ( ( v u. { z } ) u. ( A \ ( v u. { z } ) ) ) = ( A i^i A ) )
58		inidm 3210	. . . 4 |- ( A i^i A ) = A
59	57, 58	syl6req 2138	. . 3 |- ( ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) /\ A = ( v u. ( A \ v ) ) ) -> A = ( ( v u. { z } ) u. ( A \ ( v u. { z } ) ) ) )
60	59	ex 114	. 2 |- ( ( ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) /\ v e. Fin ) /\ ( v C_ B /\ z e. ( B \ v ) ) ) -> ( A = ( v u. ( A \ v ) ) -> A = ( ( v u. { z } ) u. ( A \ ( v u. { z } ) ) ) ) )
61		simp2 945	. 2 |- ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) -> B e. Fin )
62	4, 8, 12, 16, 21, 60, 61	findcard2sd 6662	1 |- ( ( A. x e. A A. y e. A DECID x = y /\ B e. Fin /\ B C_ A ) -> A = ( B u. ( A \ B ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 103  DECID wdc 781   /\ w3a 925   = wceq 1290   e. wcel 1439   A.wral 2360   \ cdif 2997   u. cun 2998   i^i cin 2999   C_ wss 3000   (/)c0 3287   {csn 3450   Fincfn 6511

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 580  ax-in2 581  ax-io 666  ax-5 1382  ax-7 1383  ax-gen 1384  ax-ie1 1428  ax-ie2 1429  ax-8 1441  ax-10 1442  ax-11 1443  ax-i12 1444  ax-bndl 1445  ax-4 1446  ax-13 1450  ax-14 1451  ax-17 1465  ax-i9 1469  ax-ial 1473  ax-i5r 1474  ax-ext 2071  ax-coll 3960  ax-sep 3963  ax-nul 3971  ax-pow 4015  ax-pr 4045  ax-un 4269  ax-setind 4366  ax-iinf 4416

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 782  df-3or 926  df-3an 927  df-tru 1293  df-fal 1296  df-nf 1396  df-sb 1694  df-eu 1952  df-mo 1953  df-clab 2076  df-cleq 2082  df-clel 2085  df-nfc 2218  df-ne 2257  df-ral 2365  df-rex 2366  df-reu 2367  df-rab 2369  df-v 2622  df-sbc 2842  df-csb 2935  df-dif 3002  df-un 3004  df-in 3006  df-ss 3013  df-nul 3288  df-if 3398  df-pw 3435  df-sn 3456  df-pr 3457  df-op 3459  df-uni 3660  df-int 3695  df-iun 3738  df-br 3852  df-opab 3906  df-mpt 3907  df-tr 3943  df-id 4129  df-iord 4202  df-on 4204  df-suc 4207  df-iom 4419  df-xp 4458  df-rel 4459  df-cnv 4460  df-co 4461  df-dm 4462  df-rn 4463  df-res 4464  df-ima 4465  df-iota 4993  df-fun 5030  df-fn 5031  df-f 5032  df-f1 5033  df-fo 5034  df-f1o 5035  df-fv 5036  df-er 6306  df-en 6512  df-fin 6514

This theorem is referenced by:  undiffi  6689