Theorem unennn 13008

Description: The union of two disjoint countably infinite sets is countably infinite. (Contributed by Jim Kingdon, 13-May-2022.)

Assertion

Ref	Expression
unennn	⊢ ((𝐴 ≈ ℕ ∧ 𝐵 ≈ ℕ ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → (𝐴 ∪ 𝐵) ≈ ℕ)

Proof of Theorem unennn

Step	Hyp	Ref	Expression
1		oddennn 13003	. . . . . 6 ⊢ {𝑧 ∈ ℕ ∣ ¬ 2 ∥ 𝑧} ≈ ℕ
2	1	ensymi 6951	. . . . 5 ⊢ ℕ ≈ {𝑧 ∈ ℕ ∣ ¬ 2 ∥ 𝑧}
3		entr 6953	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ≈ ℕ ∧ ℕ ≈ {𝑧 ∈ ℕ ∣ ¬ 2 ∥ 𝑧}) → 𝐴 ≈ {𝑧 ∈ ℕ ∣ ¬ 2 ∥ 𝑧})
4	2, 3	mpan2 425	. . . 4 ⊢ (𝐴 ≈ ℕ → 𝐴 ≈ {𝑧 ∈ ℕ ∣ ¬ 2 ∥ 𝑧})
5	4	3ad2ant1 1042	. . 3 ⊢ ((𝐴 ≈ ℕ ∧ 𝐵 ≈ ℕ ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → 𝐴 ≈ {𝑧 ∈ ℕ ∣ ¬ 2 ∥ 𝑧})
6		evenennn 13004	. . . . . 6 ⊢ {𝑧 ∈ ℕ ∣ 2 ∥ 𝑧} ≈ ℕ
7	6	ensymi 6951	. . . . 5 ⊢ ℕ ≈ {𝑧 ∈ ℕ ∣ 2 ∥ 𝑧}
8		entr 6953	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ≈ ℕ ∧ ℕ ≈ {𝑧 ∈ ℕ ∣ 2 ∥ 𝑧}) → 𝐵 ≈ {𝑧 ∈ ℕ ∣ 2 ∥ 𝑧})
9	7, 8	mpan2 425	. . . 4 ⊢ (𝐵 ≈ ℕ → 𝐵 ≈ {𝑧 ∈ ℕ ∣ 2 ∥ 𝑧})
10	9	3ad2ant2 1043	. . 3 ⊢ ((𝐴 ≈ ℕ ∧ 𝐵 ≈ ℕ ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → 𝐵 ≈ {𝑧 ∈ ℕ ∣ 2 ∥ 𝑧})
11		simp3 1023	. . 3 ⊢ ((𝐴 ≈ ℕ ∧ 𝐵 ≈ ℕ ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅)
12		inrab 3477	. . . . 5 ⊢ ({𝑧 ∈ ℕ ∣ ¬ 2 ∥ 𝑧} ∩ {𝑧 ∈ ℕ ∣ 2 ∥ 𝑧}) = {𝑧 ∈ ℕ ∣ (¬ 2 ∥ 𝑧 ∧ 2 ∥ 𝑧)}
13		pm3.24 698	. . . . . . . 8 ⊢ ¬ (2 ∥ 𝑧 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑧)
14		ancom 266	. . . . . . . 8 ⊢ ((2 ∥ 𝑧 ∧ ¬ 2 ∥ 𝑧) ↔ (¬ 2 ∥ 𝑧 ∧ 2 ∥ 𝑧))
15	13, 14	mtbi 674	. . . . . . 7 ⊢ ¬ (¬ 2 ∥ 𝑧 ∧ 2 ∥ 𝑧)
16	15	rgenw 2585	. . . . . 6 ⊢ ∀𝑧 ∈ ℕ ¬ (¬ 2 ∥ 𝑧 ∧ 2 ∥ 𝑧)
17		rabeq0 3522	. . . . . 6 ⊢ ({𝑧 ∈ ℕ ∣ (¬ 2 ∥ 𝑧 ∧ 2 ∥ 𝑧)} = ∅ ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ ¬ (¬ 2 ∥ 𝑧 ∧ 2 ∥ 𝑧))
18	16, 17	mpbir 146	. . . . 5 ⊢ {𝑧 ∈ ℕ ∣ (¬ 2 ∥ 𝑧 ∧ 2 ∥ 𝑧)} = ∅
19	12, 18	eqtri 2250	. . . 4 ⊢ ({𝑧 ∈ ℕ ∣ ¬ 2 ∥ 𝑧} ∩ {𝑧 ∈ ℕ ∣ 2 ∥ 𝑧}) = ∅
20	19	a1i 9	. . 3 ⊢ ((𝐴 ≈ ℕ ∧ 𝐵 ≈ ℕ ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → ({𝑧 ∈ ℕ ∣ ¬ 2 ∥ 𝑧} ∩ {𝑧 ∈ ℕ ∣ 2 ∥ 𝑧}) = ∅)
21		unen 6986	. . 3 ⊢ (((𝐴 ≈ {𝑧 ∈ ℕ ∣ ¬ 2 ∥ 𝑧} ∧ 𝐵 ≈ {𝑧 ∈ ℕ ∣ 2 ∥ 𝑧}) ∧ ((𝐴 ∩ 𝐵) = ∅ ∧ ({𝑧 ∈ ℕ ∣ ¬ 2 ∥ 𝑧} ∩ {𝑧 ∈ ℕ ∣ 2 ∥ 𝑧}) = ∅)) → (𝐴 ∪ 𝐵) ≈ ({𝑧 ∈ ℕ ∣ ¬ 2 ∥ 𝑧} ∪ {𝑧 ∈ ℕ ∣ 2 ∥ 𝑧}))
22	5, 10, 11, 20, 21	syl22anc 1272	. 2 ⊢ ((𝐴 ≈ ℕ ∧ 𝐵 ≈ ℕ ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → (𝐴 ∪ 𝐵) ≈ ({𝑧 ∈ ℕ ∣ ¬ 2 ∥ 𝑧} ∪ {𝑧 ∈ ℕ ∣ 2 ∥ 𝑧}))
23		unrab 3476	. . 3 ⊢ ({𝑧 ∈ ℕ ∣ ¬ 2 ∥ 𝑧} ∪ {𝑧 ∈ ℕ ∣ 2 ∥ 𝑧}) = {𝑧 ∈ ℕ ∣ (¬ 2 ∥ 𝑧 ∨ 2 ∥ 𝑧)}
24		rabid2 2708	. . . 4 ⊢ (ℕ = {𝑧 ∈ ℕ ∣ (¬ 2 ∥ 𝑧 ∨ 2 ∥ 𝑧)} ↔ ∀𝑧 ∈ ℕ (¬ 2 ∥ 𝑧 ∨ 2 ∥ 𝑧))
25		nnz 9488	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 ∈ ℕ → 𝑧 ∈ ℤ)
26		2z 9497	. . . . . . 7 ⊢ 2 ∈ ℤ
27		zdvdsdc 12363	. . . . . . 7 ⊢ ((2 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → DECID 2 ∥ 𝑧)
28	26, 27	mpan 424	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 ∈ ℤ → DECID 2 ∥ 𝑧)
29		exmiddc 841	. . . . . 6 ⊢ (DECID 2 ∥ 𝑧 → (2 ∥ 𝑧 ∨ ¬ 2 ∥ 𝑧))
30	25, 28, 29	3syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝑧 ∈ ℕ → (2 ∥ 𝑧 ∨ ¬ 2 ∥ 𝑧))
31	30	orcomd 734	. . . 4 ⊢ (𝑧 ∈ ℕ → (¬ 2 ∥ 𝑧 ∨ 2 ∥ 𝑧))
32	24, 31	mprgbir 2588	. . 3 ⊢ ℕ = {𝑧 ∈ ℕ ∣ (¬ 2 ∥ 𝑧 ∨ 2 ∥ 𝑧)}
33	23, 32	eqtr4i 2253	. 2 ⊢ ({𝑧 ∈ ℕ ∣ ¬ 2 ∥ 𝑧} ∪ {𝑧 ∈ ℕ ∣ 2 ∥ 𝑧}) = ℕ
34	22, 33	breqtrdi 4127	1 ⊢ ((𝐴 ≈ ℕ ∧ 𝐵 ≈ ℕ ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → (𝐴 ∪ 𝐵) ≈ ℕ)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ∨ wo 713  DECID wdc 839   ∧ w3a 1002   = wceq 1395   ∈ wcel 2200  ∀wral 2508  {crab 2512   ∪ cun 3196   ∩ cin 3197  ∅c0 3492   class class class wbr 4086   ≈ cen 6902  ℕcn 9133  2c2 9184  ℤcz 9469   ∥ cdvds 12338

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 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-sep 4205  ax-pow 4262  ax-pr 4297  ax-un 4528  ax-setind 4633  ax-cnex 8113  ax-resscn 8114  ax-1cn 8115  ax-1re 8116  ax-icn 8117  ax-addcl 8118  ax-addrcl 8119  ax-mulcl 8120  ax-mulrcl 8121  ax-addcom 8122  ax-mulcom 8123  ax-addass 8124  ax-mulass 8125  ax-distr 8126  ax-i2m1 8127  ax-0lt1 8128  ax-1rid 8129  ax-0id 8130  ax-rnegex 8131  ax-precex 8132  ax-cnre 8133  ax-pre-ltirr 8134  ax-pre-ltwlin 8135  ax-pre-lttrn 8136  ax-pre-apti 8137  ax-pre-ltadd 8138  ax-pre-mulgt0 8139  ax-pre-mulext 8140  ax-arch 8141

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 840  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-xor 1418  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rmo 2516  df-rab 2517  df-v 2802  df-sbc 3030  df-csb 3126  df-dif 3200  df-un 3202  df-in 3204  df-ss 3211  df-nul 3493  df-pw 3652  df-sn 3673  df-pr 3674  df-op 3676  df-uni 3892  df-int 3927  df-iun 3970  df-br 4087  df-opab 4149  df-mpt 4150  df-id 4388  df-po 4391  df-iso 4392  df-xp 4729  df-rel 4730  df-cnv 4731  df-co 4732  df-dm 4733  df-rn 4734  df-res 4735  df-ima 4736  df-iota 5284  df-fun 5326  df-fn 5327  df-f 5328  df-f1 5329  df-fo 5330  df-f1o 5331  df-fv 5332  df-riota 5966  df-ov 6016  df-oprab 6017  df-mpo 6018  df-1st 6298  df-2nd 6299  df-er 6697  df-en 6905  df-pnf 8206  df-mnf 8207  df-xr 8208  df-ltxr 8209  df-le 8210  df-sub 8342  df-neg 8343  df-reap 8745  df-ap 8752  df-div 8843  df-inn 9134  df-2 9192  df-n0 9393  df-z 9470  df-q 9844  df-rp 9879  df-fl 10520  df-mod 10575  df-dvds 12339

This theorem is referenced by:  znnen  13009