Theorem ss2iundf 40944

Description: Subclass theorem for indexed union. (Contributed by RP, 17-Jul-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
ss2iundf.xph	⊢ Ⅎ𝑥𝜑
ss2iundf.yph	⊢ Ⅎ𝑦𝜑
ss2iundf.y	⊢ Ⅎ𝑦𝑌
ss2iundf.a	⊢ Ⅎ𝑦𝐴
ss2iundf.b	⊢ Ⅎ𝑦𝐵
ss2iundf.xc	⊢ Ⅎ𝑥𝐶
ss2iundf.yc	⊢ Ⅎ𝑦𝐶
ss2iundf.d	⊢ Ⅎ𝑥𝐷
ss2iundf.g	⊢ Ⅎ𝑦𝐺
ss2iundf.el	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑌 ∈ 𝐶)
ss2iundf.sub	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝑌) → 𝐷 = 𝐺)
ss2iundf.ss	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ⊆ 𝐺)

Assertion

Ref	Expression
ss2iundf	⊢ (𝜑 → ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷)

Distinct variable group:   𝑥,𝑦

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦)   𝐴(𝑥,𝑦)   𝐵(𝑥,𝑦)   𝐶(𝑥,𝑦)   𝐷(𝑥,𝑦)   𝐺(𝑥,𝑦)   𝑌(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem ss2iundf

Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ss2iundf.xph	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑥𝜑
2		ss2iundf.ss	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ⊆ 𝐺)
3		df-ral 3066	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑦 ∈ 𝐶 ¬ 𝐵 ⊆ 𝐷 ↔ ∀𝑦(𝑦 ∈ 𝐶 → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐷))
4		ss2iundf.el	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑌 ∈ 𝐶)
5		ss2iundf.yph	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ Ⅎ𝑦𝜑
6		ss2iundf.a	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ Ⅎ𝑦𝐴
7	6	nfcri 2891	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ Ⅎ𝑦 𝑥 ∈ 𝐴
8	5, 7	nfan 1907	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑦(𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴)
9		simpr 488	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝑌) → 𝑦 = 𝑌)
10	9	eleq1d 2822	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝑌) → (𝑦 ∈ 𝐶 ↔ 𝑌 ∈ 𝐶))
11	10	biimprd 251	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝑌) → (𝑌 ∈ 𝐶 → 𝑦 ∈ 𝐶))
12		ss2iundf.sub	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝑌) → 𝐷 = 𝐺)
13	12	sseq2d 3933	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝑌) → (𝐵 ⊆ 𝐷 ↔ 𝐵 ⊆ 𝐺))
14	13	3expa 1120	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝑌) → (𝐵 ⊆ 𝐷 ↔ 𝐵 ⊆ 𝐺))
15	14	notbid 321	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝑌) → (¬ 𝐵 ⊆ 𝐷 ↔ ¬ 𝐵 ⊆ 𝐺))
16	15	biimpd 232	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝑌) → (¬ 𝐵 ⊆ 𝐷 → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐺))
17	11, 16	imim12d 81	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝑌) → ((𝑦 ∈ 𝐶 → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐷) → (𝑌 ∈ 𝐶 → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐺)))
18	17	ex 416	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑦 = 𝑌 → ((𝑦 ∈ 𝐶 → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐷) → (𝑌 ∈ 𝐶 → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐺))))
19	8, 18	alrimi 2211	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ∀𝑦(𝑦 = 𝑌 → ((𝑦 ∈ 𝐶 → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐷) → (𝑌 ∈ 𝐶 → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐺))))
20		ss2iundf.y	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ Ⅎ𝑦𝑌
21		ss2iundf.yc	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ Ⅎ𝑦𝐶
22	20, 21	nfel 2918	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ Ⅎ𝑦 𝑌 ∈ 𝐶
23		ss2iundf.b	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ Ⅎ𝑦𝐵
24		ss2iundf.g	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ Ⅎ𝑦𝐺
25	23, 24	nfss 3892	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ Ⅎ𝑦 𝐵 ⊆ 𝐺
26	25	nfn 1865	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ Ⅎ𝑦 ¬ 𝐵 ⊆ 𝐺
27	22, 26	nfim 1904	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑦(𝑌 ∈ 𝐶 → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐺)
28	27, 20	spcimgft 3502	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∀𝑦(𝑦 = 𝑌 → ((𝑦 ∈ 𝐶 → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐷) → (𝑌 ∈ 𝐶 → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐺))) → (𝑌 ∈ 𝐶 → (∀𝑦(𝑦 ∈ 𝐶 → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐷) → (𝑌 ∈ 𝐶 → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐺))))
29	19, 4, 28	sylc 65	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (∀𝑦(𝑦 ∈ 𝐶 → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐷) → (𝑌 ∈ 𝐶 → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐺)))
30	4, 29	mpid 44	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (∀𝑦(𝑦 ∈ 𝐶 → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐷) → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐺))
31	3, 30	syl5bi 245	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (∀𝑦 ∈ 𝐶 ¬ 𝐵 ⊆ 𝐷 → ¬ 𝐵 ⊆ 𝐺))
32	31	con2d 136	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝐵 ⊆ 𝐺 → ¬ ∀𝑦 ∈ 𝐶 ¬ 𝐵 ⊆ 𝐷))
33		dfrex2 3161	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝐶 𝐵 ⊆ 𝐷 ↔ ¬ ∀𝑦 ∈ 𝐶 ¬ 𝐵 ⊆ 𝐷)
34	32, 33	syl6ibr 255	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝐵 ⊆ 𝐺 → ∃𝑦 ∈ 𝐶 𝐵 ⊆ 𝐷))
35	2, 34	mpd 15	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ∃𝑦 ∈ 𝐶 𝐵 ⊆ 𝐷)
36	35	ex 416	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐴 → ∃𝑦 ∈ 𝐶 𝐵 ⊆ 𝐷))
37	1, 36	ralrimi 3137	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐶 𝐵 ⊆ 𝐷)
38		ssel 3893	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ⊆ 𝐷 → (𝑧 ∈ 𝐵 → 𝑧 ∈ 𝐷))
39	38	reximi 3166	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝐶 𝐵 ⊆ 𝐷 → ∃𝑦 ∈ 𝐶 (𝑧 ∈ 𝐵 → 𝑧 ∈ 𝐷))
40	23	nfcri 2891	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑦 𝑧 ∈ 𝐵
41	40	r19.37 3257	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝐶 (𝑧 ∈ 𝐵 → 𝑧 ∈ 𝐷) → (𝑧 ∈ 𝐵 → ∃𝑦 ∈ 𝐶 𝑧 ∈ 𝐷))
42	39, 41	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝐶 𝐵 ⊆ 𝐷 → (𝑧 ∈ 𝐵 → ∃𝑦 ∈ 𝐶 𝑧 ∈ 𝐷))
43		eliun 4908	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷 ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐶 𝑧 ∈ 𝐷)
44	42, 43	syl6ibr 255	. . . . 5 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝐶 𝐵 ⊆ 𝐷 → (𝑧 ∈ 𝐵 → 𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷))
45	44	ssrdv 3907	. . . 4 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝐶 𝐵 ⊆ 𝐷 → 𝐵 ⊆ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷)
46	45	ralimi 3083	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐶 𝐵 ⊆ 𝐷 → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷)
47		df-iun 4906	. . . . 5 ⊢ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 = {𝑧 ∣ ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝑧 ∈ 𝐵}
48	47	sseq1i 3929	. . . 4 ⊢ (∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷 ↔ {𝑧 ∣ ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝑧 ∈ 𝐵} ⊆ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷)
49		abss 3974	. . . 4 ⊢ ({𝑧 ∣ ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝑧 ∈ 𝐵} ⊆ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷 ↔ ∀𝑧(∃𝑥 ∈ 𝐴 𝑧 ∈ 𝐵 → 𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷))
50		dfss2 3886	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ⊆ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷 ↔ ∀𝑧(𝑧 ∈ 𝐵 → 𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷))
51	50	ralbii 3088	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑧(𝑧 ∈ 𝐵 → 𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷))
52		ralcom4 3157	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑧(𝑧 ∈ 𝐵 → 𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷) ↔ ∀𝑧∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝑧 ∈ 𝐵 → 𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷))
53		ss2iundf.xc	. . . . . . . . 9 ⊢ Ⅎ𝑥𝐶
54		ss2iundf.d	. . . . . . . . 9 ⊢ Ⅎ𝑥𝐷
55	53, 54	nfiun 4934	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑥∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷
56	55	nfcri 2891	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑥 𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷
57	56	r19.23 3233	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝑧 ∈ 𝐵 → 𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷) ↔ (∃𝑥 ∈ 𝐴 𝑧 ∈ 𝐵 → 𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷))
58	57	albii 1827	. . . . 5 ⊢ (∀𝑧∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝑧 ∈ 𝐵 → 𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷) ↔ ∀𝑧(∃𝑥 ∈ 𝐴 𝑧 ∈ 𝐵 → 𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷))
59	51, 52, 58	3bitrri 301	. . . 4 ⊢ (∀𝑧(∃𝑥 ∈ 𝐴 𝑧 ∈ 𝐵 → 𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷)
60	48, 49, 59	3bitri 300	. . 3 ⊢ (∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷)
61	46, 60	sylibr 237	. 2 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐶 𝐵 ⊆ 𝐷 → ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷)
62	37, 61	syl 17	1 ⊢ (𝜑 → ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ⊆ ∪ 𝑦 ∈ 𝐶 𝐷)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   ∧ w3a 1089  ∀wal 1541   = wceq 1543  Ⅎwnf 1791   ∈ wcel 2110  {cab 2714  Ⅎwnfc 2884  ∀wral 3061  ∃wrex 3062   ⊆ wss 3866  ∪ ciun 4904

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1976  ax-7 2016  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2708

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 848  df-3an 1091  df-tru 1546  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2071  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2886  df-ral 3066  df-rex 3067  df-v 3410  df-in 3873  df-ss 3883  df-iun 4906

This theorem is referenced by:  ss2iundv  40945  cbviuneq12df  40946