Theorem unfidisj 6686

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 3149	. . 3 ⊢ (𝑤 = ∅ → (𝐴 ∪ 𝑤) = (𝐴 ∪ ∅))
2	1	eleq1d 2157	. 2 ⊢ (𝑤 = ∅ → ((𝐴 ∪ 𝑤) ∈ Fin ↔ (𝐴 ∪ ∅) ∈ Fin))
3		uneq2 3149	. . 3 ⊢ (𝑤 = 𝑦 → (𝐴 ∪ 𝑤) = (𝐴 ∪ 𝑦))
4	3	eleq1d 2157	. 2 ⊢ (𝑤 = 𝑦 → ((𝐴 ∪ 𝑤) ∈ Fin ↔ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin))
5		uneq2 3149	. . 3 ⊢ (𝑤 = (𝑦 ∪ {𝑧}) → (𝐴 ∪ 𝑤) = (𝐴 ∪ (𝑦 ∪ {𝑧})))
6	5	eleq1d 2157	. 2 ⊢ (𝑤 = (𝑦 ∪ {𝑧}) → ((𝐴 ∪ 𝑤) ∈ Fin ↔ (𝐴 ∪ (𝑦 ∪ {𝑧})) ∈ Fin))
7		uneq2 3149	. . 3 ⊢ (𝑤 = 𝐵 → (𝐴 ∪ 𝑤) = (𝐴 ∪ 𝐵))
8	7	eleq1d 2157	. 2 ⊢ (𝑤 = 𝐵 → ((𝐴 ∪ 𝑤) ∈ Fin ↔ (𝐴 ∪ 𝐵) ∈ Fin))
9		un0 3320	. . 3 ⊢ (𝐴 ∪ ∅) = 𝐴
10		simp1 944	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → 𝐴 ∈ Fin)
11	9, 10	syl5eqel 2175	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → (𝐴 ∪ ∅) ∈ Fin)
12		unass 3158	. . . 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 2623	. . . . . 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 504	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))
17	16	eldifad 3011	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → 𝑧 ∈ 𝐵)
18		simp3 946	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅)
19	18	ad3antrrr 477	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅)
20		minel 3348	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑧 ∈ 𝐵 ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → ¬ 𝑧 ∈ 𝐴)
21	17, 19, 20	syl2anc 404	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → ¬ 𝑧 ∈ 𝐴)
22	16	eldifbd 3012	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → ¬ 𝑧 ∈ 𝑦)
23		ioran 705	. . . . . . 7 ⊢ (¬ (𝑧 ∈ 𝐴 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦) ↔ (¬ 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ¬ 𝑧 ∈ 𝑦))
24	21, 22, 23	sylanbrc 409	. . . . . 6 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → ¬ (𝑧 ∈ 𝐴 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))
25		elun 3142	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 ∈ (𝐴 ∪ 𝑦) ↔ (𝑧 ∈ 𝐴 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))
26	24, 25	sylnibr 638	. . . . 5 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → ¬ 𝑧 ∈ (𝐴 ∪ 𝑦))
27		unsnfi 6683	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin ∧ 𝑧 ∈ V ∧ ¬ 𝑧 ∈ (𝐴 ∪ 𝑦)) → ((𝐴 ∪ 𝑦) ∪ {𝑧}) ∈ Fin)
28	13, 15, 26, 27	syl3anc 1175	. . . 4 ⊢ (((((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) ∧ 𝑦 ∈ Fin) ∧ (𝑦 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ (𝐵 ∖ 𝑦))) ∧ (𝐴 ∪ 𝑦) ∈ Fin) → ((𝐴 ∪ 𝑦) ∪ {𝑧}) ∈ Fin)
29	12, 28	syl5eqelr 2176	. . 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 945	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → 𝐵 ∈ Fin)
32	2, 4, 6, 8, 11, 30, 31	findcard2sd 6662	1 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ (𝐴 ∩ 𝐵) = ∅) → (𝐴 ∪ 𝐵) ∈ Fin)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 103   ∨ wo 665   ∧ w3a 925   = wceq 1290   ∈ wcel 1439  Vcvv 2620   ∖ cdif 2997   ∪ cun 2998   ∩ cin 2999   ⊆ wss 3000  ∅c0 3287  {csn 3450  Fincfn 6511

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 580  ax-in2 581  ax-io 666  ax-5 1382  ax-7 1383  ax-gen 1384  ax-ie1 1428  ax-ie2 1429  ax-8 1441  ax-10 1442  ax-11 1443  ax-i12 1444  ax-bndl 1445  ax-4 1446  ax-13 1450  ax-14 1451  ax-17 1465  ax-i9 1469  ax-ial 1473  ax-i5r 1474  ax-ext 2071  ax-coll 3960  ax-sep 3963  ax-nul 3971  ax-pow 4015  ax-pr 4045  ax-un 4269  ax-setind 4366  ax-iinf 4416

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 782  df-3or 926  df-3an 927  df-tru 1293  df-fal 1296  df-nf 1396  df-sb 1694  df-eu 1952  df-mo 1953  df-clab 2076  df-cleq 2082  df-clel 2085  df-nfc 2218  df-ne 2257  df-ral 2365  df-rex 2366  df-reu 2367  df-rab 2369  df-v 2622  df-sbc 2842  df-csb 2935  df-dif 3002  df-un 3004  df-in 3006  df-ss 3013  df-nul 3288  df-if 3398  df-pw 3435  df-sn 3456  df-pr 3457  df-op 3459  df-uni 3660  df-int 3695  df-iun 3738  df-br 3852  df-opab 3906  df-mpt 3907  df-tr 3943  df-id 4129  df-iord 4202  df-on 4204  df-suc 4207  df-iom 4419  df-xp 4457  df-rel 4458  df-cnv 4459  df-co 4460  df-dm 4461  df-rn 4462  df-res 4463  df-ima 4464  df-iota 4993  df-fun 5030  df-fn 5031  df-f 5032  df-f1 5033  df-fo 5034  df-f1o 5035  df-fv 5036  df-1o 6195  df-er 6306  df-en 6512  df-fin 6514

This theorem is referenced by:  unfiin  6690  prfidisj  6691  tpfidisj  6692  xpfi  6694  iunfidisj  6709  hashunlem  10266  hashun  10267  fsumsplitsnun  10867  fsum2dlemstep  10882  fsumconst  10902