Theorem iunfidisj 6959

Description: The finite union of disjoint finite sets is finite. Note that 𝐵 depends on 𝑥, i.e. can be thought of as 𝐵(𝑥). (Contributed by NM, 23-Mar-2006.) (Revised by Jim Kingdon, 7-Oct-2022.)

Assertion

Ref	Expression
iunfidisj	⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) → ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin)

Distinct variable group:   𝑥,𝐴

Allowed substitution hint:   𝐵(𝑥)

Proof of Theorem iunfidisj

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		iuneq1 3911	. . 3 ⊢ (𝑤 = ∅ → ∪ 𝑥 ∈ 𝑤 𝐵 = ∪ 𝑥 ∈ ∅ 𝐵)
2	1	eleq1d 2256	. 2 ⊢ (𝑤 = ∅ → (∪ 𝑥 ∈ 𝑤 𝐵 ∈ Fin ↔ ∪ 𝑥 ∈ ∅ 𝐵 ∈ Fin))
3		iuneq1 3911	. . 3 ⊢ (𝑤 = 𝑦 → ∪ 𝑥 ∈ 𝑤 𝐵 = ∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵)
4	3	eleq1d 2256	. 2 ⊢ (𝑤 = 𝑦 → (∪ 𝑥 ∈ 𝑤 𝐵 ∈ Fin ↔ ∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin))
5		iuneq1 3911	. . 3 ⊢ (𝑤 = (𝑦 ∪ {𝑧}) → ∪ 𝑥 ∈ 𝑤 𝐵 = ∪ 𝑥 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧})𝐵)
6	5	eleq1d 2256	. 2 ⊢ (𝑤 = (𝑦 ∪ {𝑧}) → (∪ 𝑥 ∈ 𝑤 𝐵 ∈ Fin ↔ ∪ 𝑥 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧})𝐵 ∈ Fin))
7		iuneq1 3911	. . 3 ⊢ (𝑤 = 𝐴 → ∪ 𝑥 ∈ 𝑤 𝐵 = ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)
8	7	eleq1d 2256	. 2 ⊢ (𝑤 = 𝐴 → (∪ 𝑥 ∈ 𝑤 𝐵 ∈ Fin ↔ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin))
9		0iun 3956	. . . 4 ⊢ ∪ 𝑥 ∈ ∅ 𝐵 = ∅
10		0fin 6898	. . . 4 ⊢ ∅ ∈ Fin
11	9, 10	eqeltri 2260	. . 3 ⊢ ∪ 𝑥 ∈ ∅ 𝐵 ∈ Fin
12	11	a1i 9	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) → ∪ 𝑥 ∈ ∅ 𝐵 ∈ Fin)
13		iunxun 3978	. . . 4 ⊢ ∪ 𝑥 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧})𝐵 = (∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∪ ∪ 𝑥 ∈ {𝑧}𝐵)
14		simpr 110	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ ∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin) → ∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin)
15		nfcsb1v 3102	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑥⦋𝑧 / 𝑥⦌𝐵
16		csbeq1a 3078	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → 𝐵 = ⦋𝑧 / 𝑥⦌𝐵)
17	15, 16	iunxsngf 3976	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 ∈ V → ∪ 𝑥 ∈ {𝑧}𝐵 = ⦋𝑧 / 𝑥⦌𝐵)
18	17	elv 2753	. . . . . 6 ⊢ ∪ 𝑥 ∈ {𝑧}𝐵 = ⦋𝑧 / 𝑥⦌𝐵
19		simplrr 536	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ ∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin) → 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))
20	19	eldifad 3152	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ ∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin) → 𝑧 ∈ 𝐴)
21		simpll2 1038	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ ∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin)
22	15	nfel1 2340	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑥⦋𝑧 / 𝑥⦌𝐵 ∈ Fin
23	16	eleq1d 2256	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (𝐵 ∈ Fin ↔ ⦋𝑧 / 𝑥⦌𝐵 ∈ Fin))
24	22, 23	rspc 2847	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 ∈ 𝐴 → (∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin → ⦋𝑧 / 𝑥⦌𝐵 ∈ Fin))
25	20, 21, 24	sylc 62	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ ∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin) → ⦋𝑧 / 𝑥⦌𝐵 ∈ Fin)
26	18, 25	eqeltrid 2274	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ ∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin) → ∪ 𝑥 ∈ {𝑧}𝐵 ∈ Fin)
27		simpll3 1039	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ ∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin) → Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)
28		simplrl 535	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ ∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin) → 𝑦 ⊆ 𝐴)
29	20	snssd 3749	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ ∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin) → {𝑧} ⊆ 𝐴)
30	19	eldifbd 3153	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ ∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin) → ¬ 𝑧 ∈ 𝑦)
31		disjsn 3666	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∩ {𝑧}) = ∅ ↔ ¬ 𝑧 ∈ 𝑦)
32	30, 31	sylibr 134	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ ∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin) → (𝑦 ∩ {𝑧}) = ∅)
33		disjiun 4010	. . . . . 6 ⊢ ((Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ {𝑧} ⊆ 𝐴 ∧ (𝑦 ∩ {𝑧}) = ∅)) → (∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∩ ∪ 𝑥 ∈ {𝑧}𝐵) = ∅)
34	27, 28, 29, 32, 33	syl13anc 1250	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ ∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin) → (∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∩ ∪ 𝑥 ∈ {𝑧}𝐵) = ∅)
35		unfidisj 6935	. . . . 5 ⊢ ((∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin ∧ ∪ 𝑥 ∈ {𝑧}𝐵 ∈ Fin ∧ (∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∩ ∪ 𝑥 ∈ {𝑧}𝐵) = ∅) → (∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∪ ∪ 𝑥 ∈ {𝑧}𝐵) ∈ Fin)
36	14, 26, 34, 35	syl3anc 1248	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ ∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin) → (∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∪ ∪ 𝑥 ∈ {𝑧}𝐵) ∈ Fin)
37	13, 36	eqeltrid 2274	. . 3 ⊢ ((((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) ∧ ∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin) → ∪ 𝑥 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧})𝐵 ∈ Fin)
38	37	ex 115	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ (𝐴 ∖ 𝑦))) → (∪ 𝑥 ∈ 𝑦 𝐵 ∈ Fin → ∪ 𝑥 ∈ (𝑦 ∪ {𝑧})𝐵 ∈ Fin))
39		simp1 998	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) → 𝐴 ∈ Fin)
40	2, 4, 6, 8, 12, 38, 39	findcard2d 6905	1 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin ∧ Disj 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) → ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ Fin)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ∧ w3a 979   = wceq 1363   ∈ wcel 2158  ∀wral 2465  Vcvv 2749  ⦋csb 3069   ∖ cdif 3138   ∪ cun 3139   ∩ cin 3140   ⊆ wss 3141  ∅c0 3434  {csn 3604  ∪ ciun 3898  Disj wdisj 3992  Fincfn 6754

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1457  ax-7 1458  ax-gen 1459  ax-ie1 1503  ax-ie2 1504  ax-8 1514  ax-10 1515  ax-11 1516  ax-i12 1517  ax-bndl 1519  ax-4 1520  ax-17 1536  ax-i9 1540  ax-ial 1544  ax-i5r 1545  ax-13 2160  ax-14 2161  ax-ext 2169  ax-coll 4130  ax-sep 4133  ax-nul 4141  ax-pow 4186  ax-pr 4221  ax-un 4445  ax-setind 4548  ax-iinf 4599

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 836  df-3or 980  df-3an 981  df-tru 1366  df-fal 1369  df-nf 1471  df-sb 1773  df-eu 2039  df-mo 2040  df-clab 2174  df-cleq 2180  df-clel 2183  df-nfc 2318  df-ne 2358  df-ral 2470  df-rex 2471  df-reu 2472  df-rmo 2473  df-rab 2474  df-v 2751  df-sbc 2975  df-csb 3070  df-dif 3143  df-un 3145  df-in 3147  df-ss 3154  df-nul 3435  df-if 3547  df-pw 3589  df-sn 3610  df-pr 3611  df-op 3613  df-uni 3822  df-int 3857  df-iun 3900  df-disj 3993  df-br 4016  df-opab 4077  df-mpt 4078  df-tr 4114  df-id 4305  df-iord 4378  df-on 4380  df-suc 4383  df-iom 4602  df-xp 4644  df-rel 4645  df-cnv 4646  df-co 4647  df-dm 4648  df-rn 4649  df-res 4650  df-ima 4651  df-iota 5190  df-fun 5230  df-fn 5231  df-f 5232  df-f1 5233  df-fo 5234  df-f1o 5235  df-fv 5236  df-1o 6431  df-er 6549  df-en 6755  df-fin 6757

This theorem is referenced by:  fsum2dlemstep  11456  fisumcom2  11460  fsumiun  11499  hashiun  11500  hash2iun  11501  fprod2dlemstep  11644  fprodcom2fi  11648