Theorem fiuni 6874

Description: The union of the finite intersections of a set is simply the union of the set itself. (Contributed by Jeff Hankins, 5-Sep-2009.) (Revised by Mario Carneiro, 24-Nov-2013.)

Assertion

Ref	Expression
fiuni	⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → ∪ 𝐴 = ∪ (fi‘𝐴))

Proof of Theorem fiuni

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ssfii 6870	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → 𝐴 ⊆ (fi‘𝐴))
2	1	unissd 3768	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → ∪ 𝐴 ⊆ ∪ (fi‘𝐴))
3		eluni 3747	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ ∪ (fi‘𝐴) ↔ ∃𝑦(𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐴)))
4	3	biimpi 119	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ ∪ (fi‘𝐴) → ∃𝑦(𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐴)))
5	4	adantl 275	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (fi‘𝐴)) → ∃𝑦(𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐴)))
6		simprr 522	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (fi‘𝐴)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐴))) → 𝑦 ∈ (fi‘𝐴))
7		elfi2 6868	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → (𝑦 ∈ (fi‘𝐴) ↔ ∃𝑧 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅})𝑦 = ∩ 𝑧))
8	7	ad2antrr 480	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (fi‘𝐴)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐴))) → (𝑦 ∈ (fi‘𝐴) ↔ ∃𝑧 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅})𝑦 = ∩ 𝑧))
9	6, 8	mpbid 146	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (fi‘𝐴)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐴))) → ∃𝑧 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅})𝑦 = ∩ 𝑧)
10		simprr 522	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (fi‘𝐴)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐴))) ∧ (𝑧 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ∧ 𝑦 = ∩ 𝑧)) → 𝑦 = ∩ 𝑧)
11		eldifi 3203	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) → 𝑧 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin))
12	11	elin1d 3270	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) → 𝑧 ∈ 𝒫 𝐴)
13	12	elpwid 3526	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) → 𝑧 ⊆ 𝐴)
14	13	ad2antrl 482	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (fi‘𝐴)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐴))) ∧ (𝑧 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ∧ 𝑦 = ∩ 𝑧)) → 𝑧 ⊆ 𝐴)
15		eldifsni 3660	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) → 𝑧 ≠ ∅)
16	11	elin2d 3271	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) → 𝑧 ∈ Fin)
17		fin0 6787	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 ∈ Fin → (𝑧 ≠ ∅ ↔ ∃𝑤 𝑤 ∈ 𝑧))
18	16, 17	syl 14	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) → (𝑧 ≠ ∅ ↔ ∃𝑤 𝑤 ∈ 𝑧))
19	15, 18	mpbid 146	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) → ∃𝑤 𝑤 ∈ 𝑧)
20	19	ad2antrl 482	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (fi‘𝐴)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐴))) ∧ (𝑧 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ∧ 𝑦 = ∩ 𝑧)) → ∃𝑤 𝑤 ∈ 𝑧)
21		intssuni2m 3803	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑧 ⊆ 𝐴 ∧ ∃𝑤 𝑤 ∈ 𝑧) → ∩ 𝑧 ⊆ ∪ 𝐴)
22	14, 20, 21	syl2anc 409	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (fi‘𝐴)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐴))) ∧ (𝑧 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ∧ 𝑦 = ∩ 𝑧)) → ∩ 𝑧 ⊆ ∪ 𝐴)
23	10, 22	eqsstrd 3138	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (fi‘𝐴)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐴))) ∧ (𝑧 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ∧ 𝑦 = ∩ 𝑧)) → 𝑦 ⊆ ∪ 𝐴)
24		simplrl 525	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (fi‘𝐴)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐴))) ∧ (𝑧 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ∧ 𝑦 = ∩ 𝑧)) → 𝑥 ∈ 𝑦)
25	23, 24	sseldd 3103	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (fi‘𝐴)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐴))) ∧ (𝑧 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ∧ 𝑦 = ∩ 𝑧)) → 𝑥 ∈ ∪ 𝐴)
26	9, 25	rexlimddv 2557	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (fi‘𝐴)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐴))) → 𝑥 ∈ ∪ 𝐴)
27	5, 26	exlimddv 1871	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (fi‘𝐴)) → 𝑥 ∈ ∪ 𝐴)
28	2, 27	eqelssd 3121	1 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → ∪ 𝐴 = ∪ (fi‘𝐴))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   = wceq 1332  ∃wex 1469   ∈ wcel 1481   ≠ wne 2309  ∃wrex 2418   ∖ cdif 3073   ∩ cin 3075   ⊆ wss 3076  ∅c0 3368  𝒫 cpw 3515  {csn 3532  ∪ cuni 3744  ∩ cint 3779  ‘cfv 5131  Fincfn 6642  ficfi 6864

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-sep 4054  ax-nul 4062  ax-pow 4106  ax-pr 4139  ax-un 4363  ax-iinf 4510

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 965  df-tru 1335  df-fal 1338  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-ral 2422  df-rex 2423  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-pw 3517  df-sn 3538  df-pr 3539  df-op 3541  df-uni 3745  df-int 3780  df-br 3938  df-opab 3998  df-mpt 3999  df-id 4223  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-1o 6321  df-er 6437  df-en 6643  df-fin 6645  df-fi 6865

This theorem is referenced by:  fipwssg  6875