Proof of Theorem dfac5lem2
| Step | Hyp | Ref | Expression | 
|---|
| 1 |  | dfac5lem.1 | . . . 4
⊢ 𝐴 = {𝑢 ∣ (𝑢 ≠ ∅ ∧ ∃𝑡 ∈ ℎ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡))} | 
| 2 | 1 | unieqi 4918 | . . 3
⊢ ∪ 𝐴 =
∪ {𝑢 ∣ (𝑢 ≠ ∅ ∧ ∃𝑡 ∈ ℎ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡))} | 
| 3 | 2 | eleq2i 2832 | . 2
⊢
(〈𝑤, 𝑔〉 ∈ ∪ 𝐴
↔ 〈𝑤, 𝑔〉 ∈ ∪ {𝑢
∣ (𝑢 ≠ ∅
∧ ∃𝑡 ∈ ℎ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡))}) | 
| 4 |  | eluniab 4920 | . . 3
⊢
(〈𝑤, 𝑔〉 ∈ ∪ {𝑢
∣ (𝑢 ≠ ∅
∧ ∃𝑡 ∈ ℎ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡))} ↔ ∃𝑢(〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ (𝑢 ≠ ∅ ∧ ∃𝑡 ∈ ℎ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡)))) | 
| 5 |  | r19.42v 3190 | . . . . 5
⊢
(∃𝑡 ∈
ℎ ((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡)) ↔ ((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ ∃𝑡 ∈ ℎ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡))) | 
| 6 |  | anass 468 | . . . . 5
⊢
(((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ ∃𝑡 ∈ ℎ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡)) ↔ (〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ (𝑢 ≠ ∅ ∧ ∃𝑡 ∈ ℎ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡)))) | 
| 7 | 5, 6 | bitr2i 276 | . . . 4
⊢
((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ (𝑢 ≠ ∅ ∧ ∃𝑡 ∈ ℎ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡))) ↔ ∃𝑡 ∈ ℎ ((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡))) | 
| 8 | 7 | exbii 1847 | . . 3
⊢
(∃𝑢(〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ (𝑢 ≠ ∅ ∧ ∃𝑡 ∈ ℎ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡))) ↔ ∃𝑢∃𝑡 ∈ ℎ ((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡))) | 
| 9 |  | rexcom4 3287 | . . . 4
⊢
(∃𝑡 ∈
ℎ ∃𝑢((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡)) ↔ ∃𝑢∃𝑡 ∈ ℎ ((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡))) | 
| 10 |  | df-rex 3070 | . . . 4
⊢
(∃𝑡 ∈
ℎ ∃𝑢((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡)) ↔ ∃𝑡(𝑡 ∈ ℎ ∧ ∃𝑢((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡)))) | 
| 11 | 9, 10 | bitr3i 277 | . . 3
⊢
(∃𝑢∃𝑡 ∈ ℎ ((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡)) ↔ ∃𝑡(𝑡 ∈ ℎ ∧ ∃𝑢((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡)))) | 
| 12 | 4, 8, 11 | 3bitri 297 | . 2
⊢
(〈𝑤, 𝑔〉 ∈ ∪ {𝑢
∣ (𝑢 ≠ ∅
∧ ∃𝑡 ∈ ℎ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡))} ↔ ∃𝑡(𝑡 ∈ ℎ ∧ ∃𝑢((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡)))) | 
| 13 |  | ancom 460 | . . . . . . . . 9
⊢
(((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡)) ↔ (𝑢 = ({𝑡} × 𝑡) ∧ (〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅))) | 
| 14 |  | ne0i 4340 | . . . . . . . . . . 11
⊢
(〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 → 𝑢 ≠ ∅) | 
| 15 | 14 | pm4.71i 559 | . . . . . . . . . 10
⊢
(〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ↔ (〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅)) | 
| 16 | 15 | anbi2i 623 | . . . . . . . . 9
⊢ ((𝑢 = ({𝑡} × 𝑡) ∧ 〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢) ↔ (𝑢 = ({𝑡} × 𝑡) ∧ (〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅))) | 
| 17 | 13, 16 | bitr4i 278 | . . . . . . . 8
⊢
(((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡)) ↔ (𝑢 = ({𝑡} × 𝑡) ∧ 〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢)) | 
| 18 | 17 | exbii 1847 | . . . . . . 7
⊢
(∃𝑢((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡)) ↔ ∃𝑢(𝑢 = ({𝑡} × 𝑡) ∧ 〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢)) | 
| 19 |  | vsnex 5433 | . . . . . . . . 9
⊢ {𝑡} ∈ V | 
| 20 |  | vex 3483 | . . . . . . . . 9
⊢ 𝑡 ∈ V | 
| 21 | 19, 20 | xpex 7774 | . . . . . . . 8
⊢ ({𝑡} × 𝑡) ∈ V | 
| 22 |  | eleq2 2829 | . . . . . . . 8
⊢ (𝑢 = ({𝑡} × 𝑡) → (〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ↔ 〈𝑤, 𝑔〉 ∈ ({𝑡} × 𝑡))) | 
| 23 | 21, 22 | ceqsexv 3531 | . . . . . . 7
⊢
(∃𝑢(𝑢 = ({𝑡} × 𝑡) ∧ 〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢) ↔ 〈𝑤, 𝑔〉 ∈ ({𝑡} × 𝑡)) | 
| 24 | 18, 23 | bitri 275 | . . . . . 6
⊢
(∃𝑢((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡)) ↔ 〈𝑤, 𝑔〉 ∈ ({𝑡} × 𝑡)) | 
| 25 | 24 | anbi2i 623 | . . . . 5
⊢ ((𝑡 ∈ ℎ ∧ ∃𝑢((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡))) ↔ (𝑡 ∈ ℎ ∧ 〈𝑤, 𝑔〉 ∈ ({𝑡} × 𝑡))) | 
| 26 |  | opelxp 5720 | . . . . . . 7
⊢
(〈𝑤, 𝑔〉 ∈ ({𝑡} × 𝑡) ↔ (𝑤 ∈ {𝑡} ∧ 𝑔 ∈ 𝑡)) | 
| 27 |  | velsn 4641 | . . . . . . . . 9
⊢ (𝑤 ∈ {𝑡} ↔ 𝑤 = 𝑡) | 
| 28 |  | equcom 2016 | . . . . . . . . 9
⊢ (𝑤 = 𝑡 ↔ 𝑡 = 𝑤) | 
| 29 | 27, 28 | bitri 275 | . . . . . . . 8
⊢ (𝑤 ∈ {𝑡} ↔ 𝑡 = 𝑤) | 
| 30 | 29 | anbi1i 624 | . . . . . . 7
⊢ ((𝑤 ∈ {𝑡} ∧ 𝑔 ∈ 𝑡) ↔ (𝑡 = 𝑤 ∧ 𝑔 ∈ 𝑡)) | 
| 31 | 26, 30 | bitri 275 | . . . . . 6
⊢
(〈𝑤, 𝑔〉 ∈ ({𝑡} × 𝑡) ↔ (𝑡 = 𝑤 ∧ 𝑔 ∈ 𝑡)) | 
| 32 | 31 | anbi2i 623 | . . . . 5
⊢ ((𝑡 ∈ ℎ ∧ 〈𝑤, 𝑔〉 ∈ ({𝑡} × 𝑡)) ↔ (𝑡 ∈ ℎ ∧ (𝑡 = 𝑤 ∧ 𝑔 ∈ 𝑡))) | 
| 33 |  | an12 645 | . . . . 5
⊢ ((𝑡 ∈ ℎ ∧ (𝑡 = 𝑤 ∧ 𝑔 ∈ 𝑡)) ↔ (𝑡 = 𝑤 ∧ (𝑡 ∈ ℎ ∧ 𝑔 ∈ 𝑡))) | 
| 34 | 25, 32, 33 | 3bitri 297 | . . . 4
⊢ ((𝑡 ∈ ℎ ∧ ∃𝑢((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡))) ↔ (𝑡 = 𝑤 ∧ (𝑡 ∈ ℎ ∧ 𝑔 ∈ 𝑡))) | 
| 35 | 34 | exbii 1847 | . . 3
⊢
(∃𝑡(𝑡 ∈ ℎ ∧ ∃𝑢((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡))) ↔ ∃𝑡(𝑡 = 𝑤 ∧ (𝑡 ∈ ℎ ∧ 𝑔 ∈ 𝑡))) | 
| 36 |  | vex 3483 | . . . 4
⊢ 𝑤 ∈ V | 
| 37 |  | elequ1 2114 | . . . . 5
⊢ (𝑡 = 𝑤 → (𝑡 ∈ ℎ ↔ 𝑤 ∈ ℎ)) | 
| 38 |  | eleq2 2829 | . . . . 5
⊢ (𝑡 = 𝑤 → (𝑔 ∈ 𝑡 ↔ 𝑔 ∈ 𝑤)) | 
| 39 | 37, 38 | anbi12d 632 | . . . 4
⊢ (𝑡 = 𝑤 → ((𝑡 ∈ ℎ ∧ 𝑔 ∈ 𝑡) ↔ (𝑤 ∈ ℎ ∧ 𝑔 ∈ 𝑤))) | 
| 40 | 36, 39 | ceqsexv 3531 | . . 3
⊢
(∃𝑡(𝑡 = 𝑤 ∧ (𝑡 ∈ ℎ ∧ 𝑔 ∈ 𝑡)) ↔ (𝑤 ∈ ℎ ∧ 𝑔 ∈ 𝑤)) | 
| 41 | 35, 40 | bitri 275 | . 2
⊢
(∃𝑡(𝑡 ∈ ℎ ∧ ∃𝑢((〈𝑤, 𝑔〉 ∈ 𝑢 ∧ 𝑢 ≠ ∅) ∧ 𝑢 = ({𝑡} × 𝑡))) ↔ (𝑤 ∈ ℎ ∧ 𝑔 ∈ 𝑤)) | 
| 42 | 3, 12, 41 | 3bitri 297 | 1
⊢
(〈𝑤, 𝑔〉 ∈ ∪ 𝐴
↔ (𝑤 ∈ ℎ ∧ 𝑔 ∈ 𝑤)) |