Theorem unfidisj 6887

Description: The union of two disjoint finite sets is finite. (Contributed by Jim Kingdon, 25-Feb-2022.)

Assertion

Ref	Expression
unfidisj	⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → (𝐴 ∪ 𝐵) ∈ Fin)

Proof of Theorem unfidisj

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		uneq2 3270	. . 3 ⊢ (𝑤 = ∅ → (𝐴 ∪ 𝑤) = (𝐴 ∪ ∅))
2	1	eleq1d 2235	. 2 ⊢ (𝑤 = ∅ → ((𝐴 ∪ 𝑤) ∈ Fin ↔ (𝐴 ∪ ∅) ∈ Fin))
3		uneq2 3270	. . 3 ⊢ (𝑤 = 𝑦 → (𝐴 ∪ 𝑤) = (𝐴 ∪ 𝑦))
4	3	eleq1d 2235	. 2 ⊢ (𝑤 = 𝑦 → ((𝐴 ∪ 𝑤) ∈ Fin ↔ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin))
5		uneq2 3270	. . 3 ⊢ (𝑤 = (𝑦 ∪ {𝑧}) → (𝐴 ∪ 𝑤) = (𝐴 ∪ (𝑦 ∪ {𝑧})))
6	5	eleq1d 2235	. 2 ⊢ (𝑤 = (𝑦 ∪ {𝑧}) → ((𝐴 ∪ 𝑤) ∈ Fin ↔ (𝐴 ∪ (𝑦 ∪ {𝑧})) ∈ Fin))
7		uneq2 3270	. . 3 ⊢ (𝑤 = 𝐵 → (𝐴 ∪ 𝑤) = (𝐴 ∪ 𝐵))
8	7	eleq1d 2235	. 2 ⊢ (𝑤 = 𝐵 → ((𝐴 ∪ 𝑤) ∈ Fin ↔ (𝐴 ∪ 𝐵) ∈ Fin))
9		un0 3442	. . 3 ⊢ (𝐴 ∪ ∅) = 𝐴
10		simp1 987	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → 𝐴 ∈ Fin)
11	9, 10	eqeltrid 2253	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → (𝐴 ∪ ∅) ∈ Fin)
12		unass 3279	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∪ 𝑦) ∪ {𝑧}) = (𝐴 ∪ (𝑦 ∪ {𝑧}))
13		simpr 109	. . . . 5 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin)
14		vex 2729	. . . . . 6 ⊢ 𝑧 ∈ V
15	14	a1i 9	. . . . 5 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → 𝑧 ∈ V)
16		simplrr 526	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))
17	16	eldifad 3127	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → 𝑧 ∈ 𝐵)
18		simp3 989	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅)
19	18	ad3antrrr 484	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅)
20		minel 3470	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑧 ∈ 𝐵 ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → ¬ 𝑧 ∈ 𝐴)
21	17, 19, 20	syl2anc 409	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → ¬ 𝑧 ∈ 𝐴)
22	16	eldifbd 3128	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → ¬ 𝑧 ∈ 𝑦)
23		ioran 742	. . . . . . 7 ⊢ (¬ (𝑧 ∈ 𝐴 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦) ↔ (¬ 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑧 ∈ 𝑦))
24	21, 22, 23	sylanbrc 414	. . . . . 6 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → ¬ (𝑧 ∈ 𝐴 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))
25		elun 3263	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 ∈ (𝐴 ∪ 𝑦) ↔ (𝑧 ∈ 𝐴 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))
26	24, 25	sylnibr 667	. . . . 5 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → ¬ 𝑧 ∈ (𝐴 ∪ 𝑦))
27		unsnfi 6884	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin ∧ 𝑧 ∈ V ∧ ¬ 𝑧 ∈ (𝐴 ∪ 𝑦)) → ((𝐴 ∪ 𝑦) ∪ {𝑧}) ∈ Fin)
28	13, 15, 26, 27	syl3anc 1228	. . . 4 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → ((𝐴 ∪ 𝑦) ∪ {𝑧}) ∈ Fin)
29	12, 28	eqeltrrid 2254	. . 3 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → (𝐴 ∪ (𝑦 ∪ {𝑧})) ∈ Fin)
30	29	ex 114	. 2 ⊢ ((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) → ((𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin → (𝐴 ∪ (𝑦 ∪ {𝑧})) ∈ Fin))
31		simp2 988	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → 𝐵 ∈ Fin)
32	2, 4, 6, 8, 11, 30, 31	findcard2sd 6858	1 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → (𝐴 ∪ 𝐵) ∈ Fin)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 103   ∨ wo 698   ∧ w3a 968   = wceq 1343   ∈ wcel 2136  Vcvv 2726   ∖ cdif 3113   ∪ cun 3114   ∩ cin 3115   ⊆ wss 3116  ∅c0 3409  {csn 3576  Fincfn 6706

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-13 2138  ax-14 2139  ax-ext 2147  ax-coll 4097  ax-sep 4100  ax-nul 4108  ax-pow 4153  ax-pr 4187  ax-un 4411  ax-setind 4514  ax-iinf 4565

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 825  df-3or 969  df-3an 970  df-tru 1346  df-fal 1349  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-ne 2337  df-ral 2449  df-rex 2450  df-reu 2451  df-rab 2453  df-v 2728  df-sbc 2952  df-csb 3046  df-dif 3118  df-un 3120  df-in 3122  df-ss 3129  df-nul 3410  df-if 3521  df-pw 3561  df-sn 3582  df-pr 3583  df-op 3585  df-uni 3790  df-int 3825  df-iun 3868  df-br 3983  df-opab 4044  df-mpt 4045  df-tr 4081  df-id 4271  df-iord 4344  df-on 4346  df-suc 4349  df-iom 4568  df-xp 4610  df-rel 4611  df-cnv 4612  df-co 4613  df-dm 4614  df-rn 4615  df-res 4616  df-ima 4617  df-iota 5153  df-fun 5190  df-fn 5191  df-f 5192  df-f1 5193  df-fo 5194  df-f1o 5195  df-fv 5196  df-1o 6384  df-er 6501  df-en 6707  df-fin 6709

This theorem is referenced by:  unfiin  6891  prfidisj  6892  tpfidisj  6893  xpfi  6895  iunfidisj  6911  hashunlem  10717  hashun  10718  fsumsplitsnun  11360  fsum2dlemstep  11375  fsumconst  11395  fprodsplitsn  11574