Theorem funun 5242

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 5215	. . . . 5 ⊢ (Fun 𝐹 → Rel 𝐹)
2		funrel 5215	. . . . 5 ⊢ (Fun 𝐺 → Rel 𝐺)
3	1, 2	anim12i 336	. . . 4 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺) → (Rel 𝐹 ∧ Rel 𝐺))
4		relun 4728	. . . 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 3268	. . . . . . . 8 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺) ↔ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∨ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺))
8		elun 3268	. . . . . . . 8 ⊢ (⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺) ↔ (⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹 ∨ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺))
9	7, 8	anbi12i 457	. . . . . . 7 ⊢ ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺) ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺)) ↔ ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∨ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺) ∧ (⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹 ∨ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺)))
10		anddi 816	. . . . . . 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 3465	. . . . . . . . . . . . 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 1551	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅ → (𝑥 ∈ dom 𝐹 → ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐺))
15		imnan 685	. . . . . . . . . . 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 2733	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑥 ∈ V
18		vex 2733	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑦 ∈ V
19	17, 18	opeldm 4814	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 → 𝑥 ∈ dom 𝐹)
20		vex 2733	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑧 ∈ V
21	17, 20	opeldm 4814	. . . . . . . . . . 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 623	. . . . . . . . 9 ⊢ ((dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅ → ¬ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺))
24		orel2 721	. . . . . . . . 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 619	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅ → (𝑥 ∈ dom 𝐺 → ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹))
27		imnan 685	. . . . . . . . . . 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 4814	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 → 𝑥 ∈ dom 𝐺)
30	17, 20	opeldm 4814	. . . . . . . . . . 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 623	. . . . . . . . 9 ⊢ ((dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅ → ¬ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹))
33		orel1 720	. . . . . . . . 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 781	. . . . . . 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 5209	. . . . . . . . . 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 1551	. . . . . . . 8 ⊢ (Fun 𝐹 → ∀𝑦∀𝑧((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) → 𝑦 = 𝑧))
41	40	19.21bbi 1552	. . . . . . 7 ⊢ (Fun 𝐹 → ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐹 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐹) → 𝑦 = 𝑧))
42		dffun4 5209	. . . . . . . . . 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 1551	. . . . . . . 8 ⊢ (Fun 𝐺 → ∀𝑦∀𝑧((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺) → 𝑦 = 𝑧))
45	44	19.21bbi 1552	. . . . . . 7 ⊢ (Fun 𝐺 → ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ 𝐺 ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ 𝐺) → 𝑦 = 𝑧))
46	41, 45	jaao 714	. . . . . 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 1867	. . 3 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺) ∧ (dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅) → ∀𝑧((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺) ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺)) → 𝑦 = 𝑧))
50	49	alrimivv 1868	. 2 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺) ∧ (dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅) → ∀𝑥∀𝑦∀𝑧((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺) ∧ ⟨𝑥, 𝑧⟩ ∈ (𝐹 ∪ 𝐺)) → 𝑦 = 𝑧))
51		dffun4 5209	. 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 415	1 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺) ∧ (dom 𝐹 ∩ dom 𝐺) = ∅) → Fun (𝐹 ∪ 𝐺))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 103   ∨ wo 703  ∀wal 1346   = wceq 1348   ∈ wcel 2141   ∪ cun 3119   ∩ cin 3120  ∅c0 3414  ⟨cop 3586  dom cdm 4611  Rel wrel 4616  Fun wfun 5192

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 609  ax-in2 610  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-sep 4107  ax-pow 4160  ax-pr 4194

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 975  df-tru 1351  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ral 2453  df-v 2732  df-dif 3123  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-nul 3415  df-pw 3568  df-sn 3589  df-pr 3590  df-op 3592  df-br 3990  df-opab 4051  df-id 4278  df-rel 4618  df-cnv 4619  df-co 4620  df-dm 4621  df-fun 5200

This theorem is referenced by:  funprg  5248  funtpg  5249  funtp  5251  fnun  5304  fvun1  5562  sbthlem7  6940  sbthlemi8  6941  casefun  7062  caseinj  7066  djufun  7081  djuinj  7083  exmidfodomrlemim  7178  setsfun  12451  setsfun0  12452  strleund  12506  strleun  12507