Theorem djuassen 10137

Description: Associative law for cardinal addition. Exercise 4.56(c) of [Mendelson] p. 258. (Contributed by NM, 26-Sep-2004.) (Revised by Mario Carneiro, 29-Apr-2015.)

Assertion

Ref	Expression
djuassen	⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → ((𝐴 ⊔ 𝐵) ⊔ 𝐶) ≈ (𝐴 ⊔ (𝐵 ⊔ 𝐶)))

Proof of Theorem djuassen

Step	Hyp	Ref	Expression
1		0ex 5259	. . . . . 6 ⊢ ∅ ∈ V
2		simp1 1150	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → 𝐴 ∈ 𝑉)
3		xpsnen2g 9044	. . . . . 6 ⊢ ((∅ ∈ V ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → ({∅} × 𝐴) ≈ 𝐴)
4	1, 2, 3	sylancr 596	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → ({∅} × 𝐴) ≈ 𝐴)
5	4	ensymd 8988	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → 𝐴 ≈ ({∅} × 𝐴))
6		1oex 8449	. . . . . . 7 ⊢ 1o ∈ V
7		snex 5398	. . . . . . . 8 ⊢ {∅} ∈ V
8		simp2 1151	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → 𝐵 ∈ 𝑊)
9		xpexg 7735	. . . . . . . 8 ⊢ (({∅} ∈ V ∧ 𝐵 ∈ 𝑊) → ({∅} × 𝐵) ∈ V)
10	7, 8, 9	sylancr 596	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → ({∅} × 𝐵) ∈ V)
11		xpsnen2g 9044	. . . . . . 7 ⊢ ((1o ∈ V ∧ ({∅} × 𝐵) ∈ V) → ({1o} × ({∅} × 𝐵)) ≈ ({∅} × 𝐵))
12	6, 10, 11	sylancr 596	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → ({1o} × ({∅} × 𝐵)) ≈ ({∅} × 𝐵))
13		xpsnen2g 9044	. . . . . . 7 ⊢ ((∅ ∈ V ∧ 𝐵 ∈ 𝑊) → ({∅} × 𝐵) ≈ 𝐵)
14	1, 8, 13	sylancr 596	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → ({∅} × 𝐵) ≈ 𝐵)
15		entr 8989	. . . . . 6 ⊢ ((({1o} × ({∅} × 𝐵)) ≈ ({∅} × 𝐵) ∧ ({∅} × 𝐵) ≈ 𝐵) → ({1o} × ({∅} × 𝐵)) ≈ 𝐵)
16	12, 14, 15	syl2anc 593	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → ({1o} × ({∅} × 𝐵)) ≈ 𝐵)
17	16	ensymd 8988	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → 𝐵 ≈ ({1o} × ({∅} × 𝐵)))
18		xp01disjl 8463	. . . . 5 ⊢ (({∅} × 𝐴) ∩ ({1o} × ({∅} × 𝐵))) = ∅
19	18	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → (({∅} × 𝐴) ∩ ({1o} × ({∅} × 𝐵))) = ∅)
20		djuenun 10129	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ≈ ({∅} × 𝐴) ∧ 𝐵 ≈ ({1o} × ({∅} × 𝐵)) ∧ (({∅} × 𝐴) ∩ ({1o} × ({∅} × 𝐵))) = ∅) → (𝐴 ⊔ 𝐵) ≈ (({∅} × 𝐴) ∪ ({1o} × ({∅} × 𝐵))))
21	5, 17, 19, 20	syl3anc 1392	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → (𝐴 ⊔ 𝐵) ≈ (({∅} × 𝐴) ∪ ({1o} × ({∅} × 𝐵))))
22		snex 5398	. . . . . . 7 ⊢ {1o} ∈ V
23		simp3 1152	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → 𝐶 ∈ 𝑋)
24		xpexg 7735	. . . . . . 7 ⊢ (({1o} ∈ V ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → ({1o} × 𝐶) ∈ V)
25	22, 23, 24	sylancr 596	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → ({1o} × 𝐶) ∈ V)
26		xpsnen2g 9044	. . . . . 6 ⊢ ((1o ∈ V ∧ ({1o} × 𝐶) ∈ V) → ({1o} × ({1o} × 𝐶)) ≈ ({1o} × 𝐶))
27	6, 25, 26	sylancr 596	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → ({1o} × ({1o} × 𝐶)) ≈ ({1o} × 𝐶))
28		xpsnen2g 9044	. . . . . 6 ⊢ ((1o ∈ V ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → ({1o} × 𝐶) ≈ 𝐶)
29	6, 23, 28	sylancr 596	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → ({1o} × 𝐶) ≈ 𝐶)
30		entr 8989	. . . . 5 ⊢ ((({1o} × ({1o} × 𝐶)) ≈ ({1o} × 𝐶) ∧ ({1o} × 𝐶) ≈ 𝐶) → ({1o} × ({1o} × 𝐶)) ≈ 𝐶)
31	27, 29, 30	syl2anc 593	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → ({1o} × ({1o} × 𝐶)) ≈ 𝐶)
32	31	ensymd 8988	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → 𝐶 ≈ ({1o} × ({1o} × 𝐶)))
33		indir 4240	. . . . 5 ⊢ ((({∅} × 𝐴) ∪ ({1o} × ({∅} × 𝐵))) ∩ ({1o} × ({1o} × 𝐶))) = ((({∅} × 𝐴) ∩ ({1o} × ({1o} × 𝐶))) ∪ (({1o} × ({∅} × 𝐵)) ∩ ({1o} × ({1o} × 𝐶))))
34		xp01disjl 8463	. . . . . . 7 ⊢ (({∅} × 𝐴) ∩ ({1o} × ({1o} × 𝐶))) = ∅
35		xp01disjl 8463	. . . . . . . . 9 ⊢ (({∅} × 𝐵) ∩ ({1o} × 𝐶)) = ∅
36	35	xpeq2i 5676	. . . . . . . 8 ⊢ ({1o} × (({∅} × 𝐵) ∩ ({1o} × 𝐶))) = ({1o} × ∅)
37		xpindi 5807	. . . . . . . 8 ⊢ ({1o} × (({∅} × 𝐵) ∩ ({1o} × 𝐶))) = (({1o} × ({∅} × 𝐵)) ∩ ({1o} × ({1o} × 𝐶)))
38		xp0 5749	. . . . . . . 8 ⊢ ({1o} × ∅) = ∅
39	36, 37, 38	3eqtr3i 2795	. . . . . . 7 ⊢ (({1o} × ({∅} × 𝐵)) ∩ ({1o} × ({1o} × 𝐶))) = ∅
40	34, 39	uneq12i 4121	. . . . . 6 ⊢ ((({∅} × 𝐴) ∩ ({1o} × ({1o} × 𝐶))) ∪ (({1o} × ({∅} × 𝐵)) ∩ ({1o} × ({1o} × 𝐶)))) = (∅ ∪ ∅)
41		un0 4350	. . . . . 6 ⊢ (∅ ∪ ∅) = ∅
42	40, 41	eqtri 2787	. . . . 5 ⊢ ((({∅} × 𝐴) ∩ ({1o} × ({1o} × 𝐶))) ∪ (({1o} × ({∅} × 𝐵)) ∩ ({1o} × ({1o} × 𝐶)))) = ∅
43	33, 42	eqtri 2787	. . . 4 ⊢ ((({∅} × 𝐴) ∪ ({1o} × ({∅} × 𝐵))) ∩ ({1o} × ({1o} × 𝐶))) = ∅
44	43	a1i 11	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → ((({∅} × 𝐴) ∪ ({1o} × ({∅} × 𝐵))) ∩ ({1o} × ({1o} × 𝐶))) = ∅)
45		djuenun 10129	. . 3 ⊢ (((𝐴 ⊔ 𝐵) ≈ (({∅} × 𝐴) ∪ ({1o} × ({∅} × 𝐵))) ∧ 𝐶 ≈ ({1o} × ({1o} × 𝐶)) ∧ ((({∅} × 𝐴) ∪ ({1o} × ({∅} × 𝐵))) ∩ ({1o} × ({1o} × 𝐶))) = ∅) → ((𝐴 ⊔ 𝐵) ⊔ 𝐶) ≈ ((({∅} × 𝐴) ∪ ({1o} × ({∅} × 𝐵))) ∪ ({1o} × ({1o} × 𝐶))))
46	21, 32, 44, 45	syl3anc 1392	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → ((𝐴 ⊔ 𝐵) ⊔ 𝐶) ≈ ((({∅} × 𝐴) ∪ ({1o} × ({∅} × 𝐵))) ∪ ({1o} × ({1o} × 𝐶))))
47		df-dju 9861	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ⊔ 𝐶) = (({∅} × 𝐵) ∪ ({1o} × 𝐶))
48	47	xpeq2i 5676	. . . . 5 ⊢ ({1o} × (𝐵 ⊔ 𝐶)) = ({1o} × (({∅} × 𝐵) ∪ ({1o} × 𝐶)))
49		xpundi 5718	. . . . 5 ⊢ ({1o} × (({∅} × 𝐵) ∪ ({1o} × 𝐶))) = (({1o} × ({∅} × 𝐵)) ∪ ({1o} × ({1o} × 𝐶)))
50	48, 49	eqtri 2787	. . . 4 ⊢ ({1o} × (𝐵 ⊔ 𝐶)) = (({1o} × ({∅} × 𝐵)) ∪ ({1o} × ({1o} × 𝐶)))
51	50	uneq2i 4120	. . 3 ⊢ (({∅} × 𝐴) ∪ ({1o} × (𝐵 ⊔ 𝐶))) = (({∅} × 𝐴) ∪ (({1o} × ({∅} × 𝐵)) ∪ ({1o} × ({1o} × 𝐶))))
52		df-dju 9861	. . 3 ⊢ (𝐴 ⊔ (𝐵 ⊔ 𝐶)) = (({∅} × 𝐴) ∪ ({1o} × (𝐵 ⊔ 𝐶)))
53		unass 4126	. . 3 ⊢ ((({∅} × 𝐴) ∪ ({1o} × ({∅} × 𝐵))) ∪ ({1o} × ({1o} × 𝐶))) = (({∅} × 𝐴) ∪ (({1o} × ({∅} × 𝐵)) ∪ ({1o} × ({1o} × 𝐶))))
54	51, 52, 53	3eqtr4i 2797	. 2 ⊢ (𝐴 ⊔ (𝐵 ⊔ 𝐶)) = ((({∅} × 𝐴) ∪ ({1o} × ({∅} × 𝐵))) ∪ ({1o} × ({1o} × 𝐶)))
55	46, 54	breqtrrdi 5144	1 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ 𝐶 ∈ 𝑋) → ((𝐴 ⊔ 𝐵) ⊔ 𝐶) ≈ (𝐴 ⊔ (𝐵 ⊔ 𝐶)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ w3a 1099   = wceq 1562   ∈ wcel 2144  Vcvv 3456   ∪ cun 3904   ∩ cin 3905  ∅c0 4287  {csn 4584   class class class wbr 5102   × cxp 5647  1_oc1o 8432   ≈ cen 8926   ⊔ cdju 9858

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1817  ax-4 1831  ax-5 1932  ax-6 1989  ax-7 2030  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2214  ax-ext 2736  ax-sep 5248  ax-nul 5258  ax-pow 5324  ax-pr 5392  ax-un 7720

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1100  df-3an 1101  df-tru 1565  df-fal 1575  df-ex 1802  df-nf 1806  df-sb 2093  df-mo 2568  df-eu 2598  df-clab 2743  df-cleq 2756  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rab 3417  df-v 3458  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4288  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5544  df-eprel 5549  df-po 5557  df-so 5558  df-fr 5602  df-we 5604  df-xp 5655  df-rel 5656  df-cnv 5657  df-co 5658  df-dm 5659  df-rn 5660  df-res 5661  df-ima 5662  df-ord 6351  df-on 6352  df-suc 6354  df-iota 6479  df-fun 6525  df-fn 6526  df-f 6527  df-f1 6528  df-fo 6529  df-f1o 6530  df-fv 6531  df-1st 7972  df-2nd 7973  df-1o 8439  df-er 8680  df-en 8930  df-dju 9861

This theorem is referenced by:  nnadju  10156