Theorem undom 8667

Description: Dominance law for union. Proposition 4.24(a) of [Mendelson] p. 257. (Contributed by NM, 3-Sep-2004.) (Revised by Mario Carneiro, 26-Apr-2015.)

Assertion

Ref	Expression
undom	⊢ (((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) → (𝐴 ∪ 𝐶) ≼ (𝐵 ∪ 𝐷))

Proof of Theorem undom

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		reldom 8574	. . . . . . 7 ⊢ Rel ≼
2	1	brrelex2i 5590	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ≼ 𝐵 → 𝐵 ∈ V)
3		domeng 8582	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ∈ V → (𝐴 ≼ 𝐵 ↔ ∃𝑥(𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵)))
4	2, 3	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ≼ 𝐵 → (𝐴 ≼ 𝐵 ↔ ∃𝑥(𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵)))
5	4	ibi 270	. . . 4 ⊢ (𝐴 ≼ 𝐵 → ∃𝑥(𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵))
6	1	brrelex1i 5589	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 ≼ 𝐷 → 𝐶 ∈ V)
7		difss 4032	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 ∖ 𝐴) ⊆ 𝐶
8		ssdomg 8614	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 ∈ V → ((𝐶 ∖ 𝐴) ⊆ 𝐶 → (𝐶 ∖ 𝐴) ≼ 𝐶))
9	6, 7, 8	mpisyl 21	. . . . . 6 ⊢ (𝐶 ≼ 𝐷 → (𝐶 ∖ 𝐴) ≼ 𝐶)
10		domtr 8621	. . . . . 6 ⊢ (((𝐶 ∖ 𝐴) ≼ 𝐶 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) → (𝐶 ∖ 𝐴) ≼ 𝐷)
11	9, 10	mpancom 688	. . . . 5 ⊢ (𝐶 ≼ 𝐷 → (𝐶 ∖ 𝐴) ≼ 𝐷)
12	1	brrelex2i 5590	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≼ 𝐷 → 𝐷 ∈ V)
13		domeng 8582	. . . . . . 7 ⊢ (𝐷 ∈ V → ((𝐶 ∖ 𝐴) ≼ 𝐷 ↔ ∃𝑦((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷)))
14	12, 13	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≼ 𝐷 → ((𝐶 ∖ 𝐴) ≼ 𝐷 ↔ ∃𝑦((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷)))
15	14	ibi 270	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≼ 𝐷 → ∃𝑦((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷))
16	11, 15	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝐶 ≼ 𝐷 → ∃𝑦((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷))
17	5, 16	anim12i 616	. . 3 ⊢ ((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) → (∃𝑥(𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ∃𝑦((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷)))
18	17	adantr 484	. 2 ⊢ (((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) → (∃𝑥(𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ∃𝑦((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷)))
19		exdistrv 1963	. . 3 ⊢ (∃𝑥∃𝑦((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷)) ↔ (∃𝑥(𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ∃𝑦((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷)))
20		simprll 779	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) ∧ ((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷))) → 𝐴 ≈ 𝑥)
21		simprrl 781	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) ∧ ((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷))) → (𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦)
22		disjdif 4371	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∩ (𝐶 ∖ 𝐴)) = ∅
23	22	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) ∧ ((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷))) → (𝐴 ∩ (𝐶 ∖ 𝐴)) = ∅)
24		ss2in 4137	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷) → (𝑥 ∩ 𝑦) ⊆ (𝐵 ∩ 𝐷))
25	24	ad2ant2l 746	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷)) → (𝑥 ∩ 𝑦) ⊆ (𝐵 ∩ 𝐷))
26	25	adantl 485	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) ∧ ((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷))) → (𝑥 ∩ 𝑦) ⊆ (𝐵 ∩ 𝐷))
27		simplr 769	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) ∧ ((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷))) → (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅)
28		sseq0 4298	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑥 ∩ 𝑦) ⊆ (𝐵 ∩ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) → (𝑥 ∩ 𝑦) = ∅)
29	26, 27, 28	syl2anc 587	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) ∧ ((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷))) → (𝑥 ∩ 𝑦) = ∅)
30		undif2 4376	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∪ (𝐶 ∖ 𝐴)) = (𝐴 ∪ 𝐶)
31		unen 8657	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ (𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦) ∧ ((𝐴 ∩ (𝐶 ∖ 𝐴)) = ∅ ∧ (𝑥 ∩ 𝑦) = ∅)) → (𝐴 ∪ (𝐶 ∖ 𝐴)) ≈ (𝑥 ∪ 𝑦))
32	30, 31	eqbrtrrid 5076	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ (𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦) ∧ ((𝐴 ∩ (𝐶 ∖ 𝐴)) = ∅ ∧ (𝑥 ∩ 𝑦) = ∅)) → (𝐴 ∪ 𝐶) ≈ (𝑥 ∪ 𝑦))
33	20, 21, 23, 29, 32	syl22anc 838	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) ∧ ((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷))) → (𝐴 ∪ 𝐶) ≈ (𝑥 ∪ 𝑦))
34	2	ad3antrrr 730	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) ∧ ((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷))) → 𝐵 ∈ V)
35	1	brrelex2i 5590	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐶 ≼ 𝐷 → 𝐷 ∈ V)
36	35	ad3antlr 731	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) ∧ ((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷))) → 𝐷 ∈ V)
37		unexg 7503	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐵 ∈ V ∧ 𝐷 ∈ V) → (𝐵 ∪ 𝐷) ∈ V)
38	34, 36, 37	syl2anc 587	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) ∧ ((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷))) → (𝐵 ∪ 𝐷) ∈ V)
39		unss12 4082	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑥 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷) → (𝑥 ∪ 𝑦) ⊆ (𝐵 ∪ 𝐷))
40	39	ad2ant2l 746	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷)) → (𝑥 ∪ 𝑦) ⊆ (𝐵 ∪ 𝐷))
41	40	adantl 485	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) ∧ ((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷))) → (𝑥 ∪ 𝑦) ⊆ (𝐵 ∪ 𝐷))
42		ssdomg 8614	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐵 ∪ 𝐷) ∈ V → ((𝑥 ∪ 𝑦) ⊆ (𝐵 ∪ 𝐷) → (𝑥 ∪ 𝑦) ≼ (𝐵 ∪ 𝐷)))
43	38, 41, 42	sylc 65	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) ∧ ((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷))) → (𝑥 ∪ 𝑦) ≼ (𝐵 ∪ 𝐷))
44		endomtr 8626	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∪ 𝐶) ≈ (𝑥 ∪ 𝑦) ∧ (𝑥 ∪ 𝑦) ≼ (𝐵 ∪ 𝐷)) → (𝐴 ∪ 𝐶) ≼ (𝐵 ∪ 𝐷))
45	33, 43, 44	syl2anc 587	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) ∧ ((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷))) → (𝐴 ∪ 𝐶) ≼ (𝐵 ∪ 𝐷))
46	45	ex 416	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) → (((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷)) → (𝐴 ∪ 𝐶) ≼ (𝐵 ∪ 𝐷)))
47	46	exlimdvv 1941	. . 3 ⊢ (((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) → (∃𝑥∃𝑦((𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷)) → (𝐴 ∪ 𝐶) ≼ (𝐵 ∪ 𝐷)))
48	19, 47	syl5bir 246	. 2 ⊢ (((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) → ((∃𝑥(𝐴 ≈ 𝑥 ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵) ∧ ∃𝑦((𝐶 ∖ 𝐴) ≈ 𝑦 ∧ 𝑦 ⊆ 𝐷)) → (𝐴 ∪ 𝐶) ≼ (𝐵 ∪ 𝐷)))
49	18, 48	mpd 15	1 ⊢ (((𝐴 ≼ 𝐵 ∧ 𝐶 ≼ 𝐷) ∧ (𝐵 ∩ 𝐷) = ∅) → (𝐴 ∪ 𝐶) ≼ (𝐵 ∪ 𝐷))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   = wceq 1542  ∃wex 1786   ∈ wcel 2114  Vcvv 3400   ∖ cdif 3850   ∪ cun 3851   ∩ cin 3852   ⊆ wss 3853  ∅c0 4221   class class class wbr 5040   ≈ cen 8565   ≼ cdom 8566

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1975  ax-7 2020  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2162  ax-12 2179  ax-ext 2711  ax-sep 5177  ax-nul 5184  ax-pow 5242  ax-pr 5306  ax-un 7492

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 847  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2075  df-mo 2541  df-eu 2571  df-clab 2718  df-cleq 2731  df-clel 2812  df-nfc 2882  df-ral 3059  df-rex 3060  df-rab 3063  df-v 3402  df-dif 3856  df-un 3858  df-in 3860  df-ss 3870  df-nul 4222  df-if 4425  df-pw 4500  df-sn 4527  df-pr 4529  df-op 4533  df-uni 4807  df-br 5041  df-opab 5103  df-id 5439  df-xp 5541  df-rel 5542  df-cnv 5543  df-co 5544  df-dm 5545  df-rn 5546  df-res 5547  df-ima 5548  df-fun 6352  df-fn 6353  df-f 6354  df-f1 6355  df-fo 6356  df-f1o 6357  df-en 8569  df-dom 8570

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