Theorem funun 5232

Description: The union of functions with disjoint domains is a function. Theorem 4.6 of [Monk1] p. 43. (Contributed by NM, 12-Aug-1994.)

Assertion

Ref	Expression
funun	⊢ (((Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺) ∧ (dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅) → Fun (𝐹 ∪ 𝐺))

Proof of Theorem funun

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		funrel 5205	. . . . 5 ⊢ (Fun 𝐹 → Rel 𝐹)
2		funrel 5205	. . . . 5 ⊢ (Fun 𝐺 → Rel 𝐺)
3	1, 2	anim12i 336	. . . 4 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺) → (Rel 𝐹 ∧ Rel 𝐺))
4		relun 4721	. . . 4 ⊢ (Rel (𝐹 ∪ 𝐺) ↔ (Rel 𝐹 ∧ Rel 𝐺))
5	3, 4	sylibr 133	. . 3 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺) → Rel (𝐹 ∪ 𝐺))
6	5	adantr 274	. 2 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺) ∧ (dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅) → Rel (𝐹 ∪ 𝐺))
7		elun 3263	. . . . . . . 8 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺) ↔ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∨ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺))
8		elun 3263	. . . . . . . 8 ⊢ (⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺) ↔ (⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹 ∨ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺))
9	7, 8	anbi12i 456	. . . . . . 7 ⊢ ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺) ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺)) ↔ ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∨ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺) ∧ (⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹 ∨ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺)))
10		anddi 811	. . . . . . 7 ⊢ (((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∨ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺) ∧ (⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹 ∨ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺)) ↔ (((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) ∨ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺)) ∨ ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) ∨ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺))))
11	9, 10	bitri 183	. . . . . 6 ⊢ ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺) ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺)) ↔ (((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) ∨ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺)) ∨ ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) ∨ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺))))
12		disj1 3459	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅ ↔ ∀𝑥(𝑥 ∈ dom 𝐹 → ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐺))
13	12	biimpi 119	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅ → ∀𝑥(𝑥 ∈ dom 𝐹 → ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐺))
14	13	19.21bi 1546	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅ → (𝑥 ∈ dom 𝐹 → ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐺))
15		imnan 680	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑥 ∈ dom 𝐹 → ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐺) ↔ ¬ (𝑥 ∈ dom 𝐹 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝐺))
16	14, 15	sylib 121	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅ → ¬ (𝑥 ∈ dom 𝐹 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝐺))
17		vex 2729	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑥 ∈ V
18		vex 2729	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑦 ∈ V
19	17, 18	opeldm 4807	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 → 𝑥 ∈ dom 𝐹)
20		vex 2729	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑧 ∈ V
21	17, 20	opeldm 4807	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺 → 𝑥 ∈ dom 𝐺)
22	19, 21	anim12i 336	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺) → (𝑥 ∈ dom 𝐹 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝐺))
23	16, 22	nsyl 618	. . . . . . . . 9 ⊢ ((dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅ → ¬ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺))
24		orel2 716	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺) → (((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) ∨ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺)) → (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹)))
25	23, 24	syl 14	. . . . . . . 8 ⊢ ((dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅ → (((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) ∨ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺)) → (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹)))
26	14	con2d 614	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅ → (𝑥 ∈ dom 𝐺 → ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹))
27		imnan 680	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑥 ∈ dom 𝐺 → ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹) ↔ ¬ (𝑥 ∈ dom 𝐺 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝐹))
28	26, 27	sylib 121	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅ → ¬ (𝑥 ∈ dom 𝐺 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝐹))
29	17, 18	opeldm 4807	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 → 𝑥 ∈ dom 𝐺)
30	17, 20	opeldm 4807	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹 → 𝑥 ∈ dom 𝐹)
31	29, 30	anim12i 336	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) → (𝑥 ∈ dom 𝐺 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝐹))
32	28, 31	nsyl 618	. . . . . . . . 9 ⊢ ((dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅ → ¬ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹))
33		orel1 715	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) → (((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) ∨ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺)) → (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺)))
34	32, 33	syl 14	. . . . . . . 8 ⊢ ((dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅ → (((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) ∨ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺)) → (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺)))
35	25, 34	orim12d 776	. . . . . . 7 ⊢ ((dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅ → ((((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) ∨ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺)) ∨ ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) ∨ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺))) → ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) ∨ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺))))
36	35	adantl 275	. . . . . 6 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺) ∧ (dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅) → ((((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) ∨ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺)) ∨ ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) ∨ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺))) → ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) ∨ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺))))
37	11, 36	syl5bi 151	. . . . 5 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺) ∧ (dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅) → ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺) ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺)) → ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) ∨ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺))))
38		dffun4 5199	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Fun 𝐹 ↔ (Rel 𝐹 ∧ ∀𝑥∀𝑦∀𝑧((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) → 𝑦 = 𝑧)))
39	38	simprbi 273	. . . . . . . . 9 ⊢ (Fun 𝐹 → ∀𝑥∀𝑦∀𝑧((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) → 𝑦 = 𝑧))
40	39	19.21bi 1546	. . . . . . . 8 ⊢ (Fun 𝐹 → ∀𝑦∀𝑧((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) → 𝑦 = 𝑧))
41	40	19.21bbi 1547	. . . . . . 7 ⊢ (Fun 𝐹 → ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) → 𝑦 = 𝑧))
42		dffun4 5199	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Fun 𝐺 ↔ (Rel 𝐺 ∧ ∀𝑥∀𝑦∀𝑧((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺) → 𝑦 = 𝑧)))
43	42	simprbi 273	. . . . . . . . 9 ⊢ (Fun 𝐺 → ∀𝑥∀𝑦∀𝑧((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺) → 𝑦 = 𝑧))
44	43	19.21bi 1546	. . . . . . . 8 ⊢ (Fun 𝐺 → ∀𝑦∀𝑧((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺) → 𝑦 = 𝑧))
45	44	19.21bbi 1547	. . . . . . 7 ⊢ (Fun 𝐺 → ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺) → 𝑦 = 𝑧))
46	41, 45	jaao 709	. . . . . 6 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺) → (((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) ∨ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺)) → 𝑦 = 𝑧))
47	46	adantr 274	. . . . 5 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺) ∧ (dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅) → (((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) ∨ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺)) → 𝑦 = 𝑧))
48	37, 47	syld 45	. . . 4 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺) ∧ (dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅) → ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺) ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺)) → 𝑦 = 𝑧))
49	48	alrimiv 1862	. . 3 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺) ∧ (dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅) → ∀𝑧((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺) ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺)) → 𝑦 = 𝑧))
50	49	alrimivv 1863	. 2 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺) ∧ (dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅) → ∀𝑥∀𝑦∀𝑧((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺) ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺)) → 𝑦 = 𝑧))
51		dffun4 5199	. 2 ⊢ (Fun (𝐹 ∪ 𝐺) ↔ (Rel (𝐹 ∪ 𝐺) ∧ ∀𝑥∀𝑦∀𝑧((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺) ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺)) → 𝑦 = 𝑧)))
52	6, 50, 51	sylanbrc 414	1 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺) ∧ (dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅) → Fun (𝐹 ∪ 𝐺))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 103   ∨ wo 698  ∀wal 1341   = wceq 1343   ∈ wcel 2136   ∪ cun 3114   ∩ cin 3115  ∅c0 3409  ⟨cop 3579  dom cdm 4604  Rel wrel 4609  Fun wfun 5182

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 1435  ax-7 1436  ax-gen 1437  ax-ie1 1481  ax-ie2 1482  ax-8 1492  ax-10 1493  ax-11 1494  ax-i12 1495  ax-bndl 1497  ax-4 1498  ax-17 1514  ax-i9 1518  ax-ial 1522  ax-i5r 1523  ax-14 2139  ax-ext 2147  ax-sep 4100  ax-pow 4153  ax-pr 4187

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 970  df-tru 1346  df-nf 1449  df-sb 1751  df-eu 2017  df-mo 2018  df-clab 2152  df-cleq 2158  df-clel 2161  df-nfc 2297  df-ral 2449  df-v 2728  df-dif 3118  df-un 3120  df-in 3122  df-ss 3129  df-nul 3410  df-pw 3561  df-sn 3582  df-pr 3583  df-op 3585  df-br 3983  df-opab 4044  df-id 4271  df-rel 4611  df-cnv 4612  df-co 4613  df-dm 4614  df-fun 5190

This theorem is referenced by:  funprg  5238  funtpg  5239  funtp  5241  fnun  5294  fvun1  5552  sbthlem7  6928  sbthlemi8  6929  casefun  7050  caseinj  7054  djufun  7069  djuinj  7071  exmidfodomrlemim  7157  setsfun  12429  setsfun0  12430  strleund  12483  strleun  12484