Theorem fissuni 9350

Description: A finite subset of a union is covered by finitely many elements. (Contributed by Stefan O'Rear, 2-Apr-2015.)

Assertion

Ref	Expression
fissuni	⊢ ((𝐴 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ 𝐴 ∈ Fin) → ∃𝑐 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)𝐴 ⊆ ∪ 𝑐)

Distinct variable groups:   𝐴,𝑐   𝐵,𝑐

Proof of Theorem fissuni

Dummy variables 𝑓 𝑥 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 490	. . 3 ⊢ ((𝐴 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ 𝐴 ∈ Fin) → 𝐴 ∈ Fin)
2		dfss3 3897	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ⊆ ∪ 𝐵 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ ∪ 𝐵)
3		eluni2 4870	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ∪ 𝐵 ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑧)
4	3	ralbii 3108	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ ∪ 𝐵 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑧)
5	2, 4	sylbb 222	. . . 4 ⊢ (𝐴 ⊆ ∪ 𝐵 → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑧)
6	5	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝐴 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ 𝐴 ∈ Fin) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑧)
7		eleq2 2849	. . . 4 ⊢ (𝑧 = (𝑓‘𝑥) → (𝑥 ∈ 𝑧 ↔ 𝑥 ∈ (𝑓‘𝑥)))
8	7	ac6sfi 9279	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ 𝑧) → ∃𝑓(𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑓‘𝑥)))
9	1, 6, 8	syl2anc 596	. 2 ⊢ ((𝐴 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ 𝐴 ∈ Fin) → ∃𝑓(𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑓‘𝑥)))
10		fimass 6731	. . . . . 6 ⊢ (𝑓:𝐴⟶𝐵 → (𝑓 “ 𝐴) ⊆ 𝐵)
11		vex 3454	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑓 ∈ V
12	11	imaex 7927	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 “ 𝐴) ∈ V
13	12	elpw 4560	. . . . . 6 ⊢ ((𝑓 “ 𝐴) ∈ 𝒫 𝐵 ↔ (𝑓 “ 𝐴) ⊆ 𝐵)
14	10, 13	sylibr 237	. . . . 5 ⊢ (𝑓:𝐴⟶𝐵 → (𝑓 “ 𝐴) ∈ 𝒫 𝐵)
15	14	ad2antrl 741	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ 𝐴 ∈ Fin) ∧ (𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑓‘𝑥))) → (𝑓 “ 𝐴) ∈ 𝒫 𝐵)
16		ffun 6713	. . . . . 6 ⊢ (𝑓:𝐴⟶𝐵 → Fun 𝑓)
17	16	ad2antrl 741	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ 𝐴 ∈ Fin) ∧ (𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑓‘𝑥))) → Fun 𝑓)
18		simplr 781	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ 𝐴 ∈ Fin) ∧ (𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑓‘𝑥))) → 𝐴 ∈ Fin)
19		imafi 9311	. . . . 5 ⊢ ((Fun 𝑓 ∧ 𝐴 ∈ Fin) → (𝑓 “ 𝐴) ∈ Fin)
20	17, 18, 19	syl2anc 596	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ 𝐴 ∈ Fin) ∧ (𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑓‘𝑥))) → (𝑓 “ 𝐴) ∈ Fin)
21	15, 20	elind 4097	. . 3 ⊢ (((𝐴 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ 𝐴 ∈ Fin) ∧ (𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑓‘𝑥))) → (𝑓 “ 𝐴) ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin))
22		ffn 6710	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑓:𝐴⟶𝐵 → 𝑓 Fn 𝐴)
23	22	adantr 486	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑓 Fn 𝐴)
24		ssidd 3931	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐴 ⊆ 𝐴)
25		simpr 490	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑥 ∈ 𝐴)
26		fnfvima 7240	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑓 Fn 𝐴 ∧ 𝐴 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑓‘𝑥) ∈ (𝑓 “ 𝐴))
27	23, 24, 25, 26	syl3anc 1398	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑓‘𝑥) ∈ (𝑓 “ 𝐴))
28		elssuni 4898	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑓‘𝑥) ∈ (𝑓 “ 𝐴) → (𝑓‘𝑥) ⊆ ∪ (𝑓 “ 𝐴))
29	27, 28	syl 18	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑓‘𝑥) ⊆ ∪ (𝑓 “ 𝐴))
30	29	sseld 3907	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑥 ∈ (𝑓‘𝑥) → 𝑥 ∈ ∪ (𝑓 “ 𝐴)))
31	30	ralimdva 3174	. . . . . 6 ⊢ (𝑓:𝐴⟶𝐵 → (∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑓‘𝑥) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ ∪ (𝑓 “ 𝐴)))
32	31	imp 412	. . . . 5 ⊢ ((𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑓‘𝑥)) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ ∪ (𝑓 “ 𝐴))
33		dfss3 3897	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ⊆ ∪ (𝑓 “ 𝐴) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ ∪ (𝑓 “ 𝐴))
34	32, 33	sylibr 237	. . . 4 ⊢ ((𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑓‘𝑥)) → 𝐴 ⊆ ∪ (𝑓 “ 𝐴))
35	34	adantl 487	. . 3 ⊢ (((𝐴 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ 𝐴 ∈ Fin) ∧ (𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑓‘𝑥))) → 𝐴 ⊆ ∪ (𝑓 “ 𝐴))
36		unieq 4877	. . . . 5 ⊢ (𝑐 = (𝑓 “ 𝐴) → ∪ 𝑐 = ∪ (𝑓 “ 𝐴))
37	36	sseq2d 3940	. . . 4 ⊢ (𝑐 = (𝑓 “ 𝐴) → (𝐴 ⊆ ∪ 𝑐 ↔ 𝐴 ⊆ ∪ (𝑓 “ 𝐴)))
38	37	rspcev 3576	. . 3 ⊢ (((𝑓 “ 𝐴) ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin) ∧ 𝐴 ⊆ ∪ (𝑓 “ 𝐴)) → ∃𝑐 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)𝐴 ⊆ ∪ 𝑐)
39	21, 35, 38	syl2anc 596	. 2 ⊢ (((𝐴 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ 𝐴 ∈ Fin) ∧ (𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑓‘𝑥))) → ∃𝑐 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)𝐴 ⊆ ∪ 𝑐)
40	9, 39	exlimddv 1967	1 ⊢ ((𝐴 ⊆ ∪ 𝐵 ∧ 𝐴 ∈ Fin) → ∃𝑐 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)𝐴 ⊆ ∪ 𝑐)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569  ∃wex 1811   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076  ∃wrex 3086   ⊆ wss 3895   ∩ cin 4089  𝒫 cpw 4556  ∪ cuni 4866   “ cima 5653  Fun wfun 6533   Fn wfn 6534  ⟶wf 6535  ‘cfv 6539  Fincfn 8977

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pr 5390  ax-un 7752

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-br 5103  df-opab 5167  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-om 7879  df-1o 8480  df-en 8978  df-dom 8979  df-fin 8981

This theorem is used by:  isacs3lem  18722  isnacs3  43815