Theorem uniimadom 10497

Description: An upper bound for the cardinality of the union of an image. Theorem 10.48 of [TakeutiZaring] p. 99. (Contributed by NM, 25-Mar-2006.)

Hypotheses

Ref	Expression
uniimadom.1	⊢ 𝐴 ∈ V
uniimadom.2	⊢ 𝐵 ∈ V

Assertion

Ref	Expression
uniimadom	⊢ ((Fun 𝐹 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑥) ≼ 𝐵) → ∪ (𝐹 “ 𝐴) ≼ (𝐴 × 𝐵))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐹

Proof of Theorem uniimadom

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		uniimadom.1	. . . . 5 ⊢ 𝐴 ∈ V
2	1	funimaex 6605	. . . 4 ⊢ (Fun 𝐹 → (𝐹 “ 𝐴) ∈ V)
3	2	adantr 480	. . 3 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑥) ≼ 𝐵) → (𝐹 “ 𝐴) ∈ V)
4		fvelima 6926	. . . . . . . 8 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ (𝐹 “ 𝐴)) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑥) = 𝑦)
5	4	ex 412	. . . . . . 7 ⊢ (Fun 𝐹 → (𝑦 ∈ (𝐹 “ 𝐴) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑥) = 𝑦))
6		breq1 5110	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐹‘𝑥) = 𝑦 → ((𝐹‘𝑥) ≼ 𝐵 ↔ 𝑦 ≼ 𝐵))
7	6	biimpd 229	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹‘𝑥) = 𝑦 → ((𝐹‘𝑥) ≼ 𝐵 → 𝑦 ≼ 𝐵))
8	7	reximi 3067	. . . . . . . 8 ⊢ (∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑥) = 𝑦 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 ((𝐹‘𝑥) ≼ 𝐵 → 𝑦 ≼ 𝐵))
9		r19.36v 3162	. . . . . . . 8 ⊢ (∃𝑥 ∈ 𝐴 ((𝐹‘𝑥) ≼ 𝐵 → 𝑦 ≼ 𝐵) → (∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑥) ≼ 𝐵 → 𝑦 ≼ 𝐵))
10	8, 9	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑥) = 𝑦 → (∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑥) ≼ 𝐵 → 𝑦 ≼ 𝐵))
11	5, 10	syl6 35	. . . . . 6 ⊢ (Fun 𝐹 → (𝑦 ∈ (𝐹 “ 𝐴) → (∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑥) ≼ 𝐵 → 𝑦 ≼ 𝐵)))
12	11	com23 86	. . . . 5 ⊢ (Fun 𝐹 → (∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑥) ≼ 𝐵 → (𝑦 ∈ (𝐹 “ 𝐴) → 𝑦 ≼ 𝐵)))
13	12	imp 406	. . . 4 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑥) ≼ 𝐵) → (𝑦 ∈ (𝐹 “ 𝐴) → 𝑦 ≼ 𝐵))
14	13	ralrimiv 3124	. . 3 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑥) ≼ 𝐵) → ∀𝑦 ∈ (𝐹 “ 𝐴)𝑦 ≼ 𝐵)
15		unidom 10496	. . 3 ⊢ (((𝐹 “ 𝐴) ∈ V ∧ ∀𝑦 ∈ (𝐹 “ 𝐴)𝑦 ≼ 𝐵) → ∪ (𝐹 “ 𝐴) ≼ ((𝐹 “ 𝐴) × 𝐵))
16	3, 14, 15	syl2anc 584	. 2 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑥) ≼ 𝐵) → ∪ (𝐹 “ 𝐴) ≼ ((𝐹 “ 𝐴) × 𝐵))
17		imadomg 10487	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ V → (Fun 𝐹 → (𝐹 “ 𝐴) ≼ 𝐴))
18	1, 17	ax-mp 5	. . . 4 ⊢ (Fun 𝐹 → (𝐹 “ 𝐴) ≼ 𝐴)
19		uniimadom.2	. . . . 5 ⊢ 𝐵 ∈ V
20	19	xpdom1 9040	. . . 4 ⊢ ((𝐹 “ 𝐴) ≼ 𝐴 → ((𝐹 “ 𝐴) × 𝐵) ≼ (𝐴 × 𝐵))
21	18, 20	syl 17	. . 3 ⊢ (Fun 𝐹 → ((𝐹 “ 𝐴) × 𝐵) ≼ (𝐴 × 𝐵))
22	21	adantr 480	. 2 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑥) ≼ 𝐵) → ((𝐹 “ 𝐴) × 𝐵) ≼ (𝐴 × 𝐵))
23		domtr 8978	. 2 ⊢ ((∪ (𝐹 “ 𝐴) ≼ ((𝐹 “ 𝐴) × 𝐵) ∧ ((𝐹 “ 𝐴) × 𝐵) ≼ (𝐴 × 𝐵)) → ∪ (𝐹 “ 𝐴) ≼ (𝐴 × 𝐵))
24	16, 22, 23	syl2anc 584	1 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑥) ≼ 𝐵) → ∪ (𝐹 “ 𝐴) ≼ (𝐴 × 𝐵))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  ∀wral 3044  ∃wrex 3053  Vcvv 3447  ∪ cuni 4871   class class class wbr 5107   × cxp 5636   “ cima 5641  Fun wfun 6505  ‘cfv 6511   ≼ cdom 8916

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-ac2 10416

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3354  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-int 4911  df-iun 4957  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-se 5592  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-isom 6520  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-er 8671  df-map 8801  df-en 8919  df-dom 8920  df-card 9892  df-acn 9895  df-ac 10069

This theorem is referenced by:  uniimadomf  10498