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Theorem weiunse 37090
Description: The relation constructed in weiunpo 37087, weiunso 37088, weiunfr 37089, and weiunwe 37091 is set-like if all members of the indexed union are sets. (Contributed by Matthew House, 23-Aug-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
weiun.1 𝐹 = (𝑤 𝑥𝐴 𝐵 ↦ (𝑢 ∈ {𝑥𝐴𝑤𝐵}∀𝑣 ∈ {𝑥𝐴𝑤𝐵} ¬ 𝑣𝑅𝑢))
weiun.2 𝑇 = {⟨𝑦, 𝑧⟩ ∣ ((𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑧 𝑥𝐴 𝐵) ∧ ((𝐹𝑦)𝑅(𝐹𝑧) ∨ ((𝐹𝑦) = (𝐹𝑧) ∧ 𝑦(𝐹𝑦) / 𝑥𝑆𝑧)))}
Assertion
Ref Expression
weiunse ((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) → 𝑇 Se 𝑥𝐴 𝐵)
Distinct variable groups:   𝑢,𝐴,𝑣,𝑤,𝑥   𝑦,𝐴,𝑧,𝑥   𝑢,𝐵,𝑣,𝑤   𝑦,𝐵,𝑧   𝑦,𝐹,𝑧   𝑢,𝑅,𝑣,𝑤   𝑦,𝑅,𝑧   𝑦,𝑆,𝑧
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥)   𝑅(𝑥)   𝑆(𝑥, 𝑤, 𝑣, 𝑢)   𝑇(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑣, 𝑢)   𝐹(𝑥, 𝑤, 𝑣, 𝑢)   𝑉(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑣, 𝑢)

Proof of Theorem weiunse
Dummy variables 𝑡 𝑝 𝑞 𝑟 𝑠 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpl2 1211 . . . . . . 7 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → 𝑅 Se 𝐴)
2 weiun.1 . . . . . . . . . 10 𝐹 = (𝑤 𝑥𝐴 𝐵 ↦ (𝑢 ∈ {𝑥𝐴𝑤𝐵}∀𝑣 ∈ {𝑥𝐴𝑤𝐵} ¬ 𝑣𝑅𝑢))
3 weiun.2 . . . . . . . . . 10 𝑇 = {⟨𝑦, 𝑧⟩ ∣ ((𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑧 𝑥𝐴 𝐵) ∧ ((𝐹𝑦)𝑅(𝐹𝑧) ∨ ((𝐹𝑦) = (𝐹𝑧) ∧ 𝑦(𝐹𝑦) / 𝑥𝑆𝑧)))}
4 simpl1 1210 . . . . . . . . . 10 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → 𝑅 We 𝐴)
52, 3, 4, 1weiunlem 37085 . . . . . . . . 9 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → (𝐹: 𝑥𝐴 𝐵𝐴 ∧ ∀𝑡 𝑥𝐴 𝐵𝑡(𝐹𝑡) / 𝑥𝐵 ∧ ∀𝑠𝐴𝑡 𝑠 / 𝑥𝐵 ¬ 𝑠𝑅(𝐹𝑡)))
65simp1d 1160 . . . . . . . 8 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → 𝐹: 𝑥𝐴 𝐵𝐴)
7 simpr 490 . . . . . . . 8 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → 𝑝 𝑥𝐴 𝐵)
86, 7ffvelcdmd 7079 . . . . . . 7 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → (𝐹𝑝) ∈ 𝐴)
9 seex 5614 . . . . . . 7 ((𝑅 Se 𝐴 ∧ (𝐹𝑝) ∈ 𝐴) → {𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∈ V)
101, 8, 9syl2anc 596 . . . . . 6 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → {𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∈ V)
11 snex 5404 . . . . . 6 {(𝐹𝑝)} ∈ V
12 unexg 7746 . . . . . 6 (({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∈ V ∧ {(𝐹𝑝)} ∈ V) → ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}) ∈ V)
1310, 11, 12sylancl 598 . . . . 5 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}) ∈ V)
14 ssrab2 4028 . . . . . . . 8 {𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ⊆ 𝐴
1514a1i 11 . . . . . . 7 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → {𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ⊆ 𝐴)
168snssd 4747 . . . . . . 7 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → {(𝐹𝑝)} ⊆ 𝐴)
1715, 16unssd 4138 . . . . . 6 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}) ⊆ 𝐴)
18 simpl3 1212 . . . . . . . 8 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉)
19 elex 3471 . . . . . . . . 9 (𝐵𝑉𝐵 ∈ V)
2019ralimi 3099 . . . . . . . 8 (∀𝑥𝐴 𝐵𝑉 → ∀𝑥𝐴 𝐵 ∈ V)
2118, 20syl 18 . . . . . . 7 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → ∀𝑥𝐴 𝐵 ∈ V)
22 nfv 1947 . . . . . . . 8 𝑠 𝐵 ∈ V
23 nfcsb1v 3871 . . . . . . . . 9 𝑥𝑠 / 𝑥𝐵
2423nfel1 2938 . . . . . . . 8 𝑥𝑠 / 𝑥𝐵 ∈ V
25 csbeq1a 3861 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑠𝐵 = 𝑠 / 𝑥𝐵)
2625eleq1d 2845 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑠 → (𝐵 ∈ V ↔ 𝑠 / 𝑥𝐵 ∈ V))
2722, 24, 26cbvralw 3304 . . . . . . 7 (∀𝑥𝐴 𝐵 ∈ V ↔ ∀𝑠𝐴 𝑠 / 𝑥𝐵 ∈ V)
2821, 27sylib 221 . . . . . 6 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → ∀𝑠𝐴 𝑠 / 𝑥𝐵 ∈ V)
29 ssralv 4000 . . . . . 6 (({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}) ⊆ 𝐴 → (∀𝑠𝐴 𝑠 / 𝑥𝐵 ∈ V → ∀𝑠 ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)})𝑠 / 𝑥𝐵 ∈ V))
3017, 28, 29sylc 66 . . . . 5 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → ∀𝑠 ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)})𝑠 / 𝑥𝐵 ∈ V)
31 iunexg 7961 . . . . 5 ((({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}) ∈ V ∧ ∀𝑠 ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)})𝑠 / 𝑥𝐵 ∈ V) → 𝑠 ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)})𝑠 / 𝑥𝐵 ∈ V)
3213, 30, 31syl2anc 596 . . . 4 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → 𝑠 ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)})𝑠 / 𝑥𝐵 ∈ V)
3363ad2ant1 1151 . . . . . . . . 9 ((((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ 𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝) → 𝐹: 𝑥𝐴 𝐵𝐴)
34 simp2 1155 . . . . . . . . 9 ((((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ 𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝) → 𝑞 𝑥𝐴 𝐵)
3533, 34ffvelcdmd 7079 . . . . . . . 8 ((((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ 𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝) → (𝐹𝑞) ∈ 𝐴)
36 breq1 5106 . . . . . . . . . 10 (𝑟 = (𝐹𝑞) → (𝑟𝑅(𝐹𝑝) ↔ (𝐹𝑞)𝑅(𝐹𝑝)))
3736elrab 3645 . . . . . . . . 9 ((𝐹𝑞) ∈ {𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ↔ ((𝐹𝑞) ∈ 𝐴 ∧ (𝐹𝑞)𝑅(𝐹𝑝)))
38 elun1 4128 . . . . . . . . 9 ((𝐹𝑞) ∈ {𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} → (𝐹𝑞) ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}))
3937, 38sylbir 238 . . . . . . . 8 (((𝐹𝑞) ∈ 𝐴 ∧ (𝐹𝑞)𝑅(𝐹𝑝)) → (𝐹𝑞) ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}))
4035, 39sylan 592 . . . . . . 7 (((((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ 𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝) ∧ (𝐹𝑞)𝑅(𝐹𝑝)) → (𝐹𝑞) ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}))
41 fvex 6892 . . . . . . . . . 10 (𝐹𝑞) ∈ V
4241elsn 4599 . . . . . . . . 9 ((𝐹𝑞) ∈ {(𝐹𝑝)} ↔ (𝐹𝑞) = (𝐹𝑝))
43 elun2 4129 . . . . . . . . 9 ((𝐹𝑞) ∈ {(𝐹𝑝)} → (𝐹𝑞) ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}))
4442, 43sylbir 238 . . . . . . . 8 ((𝐹𝑞) = (𝐹𝑝) → (𝐹𝑞) ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}))
4544ad2antrl 741 . . . . . . 7 (((((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ 𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝) ∧ ((𝐹𝑞) = (𝐹𝑝) ∧ 𝑞(𝐹𝑞) / 𝑥𝑆𝑝)) → (𝐹𝑞) ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}))
462, 3weiunval 37084 . . . . . . . . 9 (𝑞𝑇𝑝 ↔ ((𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ ((𝐹𝑞)𝑅(𝐹𝑝) ∨ ((𝐹𝑞) = (𝐹𝑝) ∧ 𝑞(𝐹𝑞) / 𝑥𝑆𝑝))))
4746simprbi 503 . . . . . . . 8 (𝑞𝑇𝑝 → ((𝐹𝑞)𝑅(𝐹𝑝) ∨ ((𝐹𝑞) = (𝐹𝑝) ∧ 𝑞(𝐹𝑞) / 𝑥𝑆𝑝)))
48473ad2ant3 1153 . . . . . . 7 ((((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ 𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝) → ((𝐹𝑞)𝑅(𝐹𝑝) ∨ ((𝐹𝑞) = (𝐹𝑝) ∧ 𝑞(𝐹𝑞) / 𝑥𝑆𝑝)))
4940, 45, 48mpjaodan 973 . . . . . 6 ((((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ 𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝) → (𝐹𝑞) ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}))
50 id 23 . . . . . . . 8 (𝑡 = 𝑞𝑡 = 𝑞)
51 fveq2 6879 . . . . . . . . 9 (𝑡 = 𝑞 → (𝐹𝑡) = (𝐹𝑞))
5251csbeq1d 3851 . . . . . . . 8 (𝑡 = 𝑞(𝐹𝑡) / 𝑥𝐵 = (𝐹𝑞) / 𝑥𝐵)
5350, 52eleq12d 2854 . . . . . . 7 (𝑡 = 𝑞 → (𝑡(𝐹𝑡) / 𝑥𝐵𝑞(𝐹𝑞) / 𝑥𝐵))
545simp2d 1161 . . . . . . . 8 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → ∀𝑡 𝑥𝐴 𝐵𝑡(𝐹𝑡) / 𝑥𝐵)
55543ad2ant1 1151 . . . . . . 7 ((((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ 𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝) → ∀𝑡 𝑥𝐴 𝐵𝑡(𝐹𝑡) / 𝑥𝐵)
5653, 55, 34rspcdva 3577 . . . . . 6 ((((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ 𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝) → 𝑞(𝐹𝑞) / 𝑥𝐵)
57 csbeq1 3850 . . . . . . 7 (𝑠 = (𝐹𝑞) → 𝑠 / 𝑥𝐵 = (𝐹𝑞) / 𝑥𝐵)
5857eliuni 4957 . . . . . 6 (((𝐹𝑞) ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}) ∧ 𝑞(𝐹𝑞) / 𝑥𝐵) → 𝑞 𝑠 ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)})𝑠 / 𝑥𝐵)
5949, 56, 58syl2anc 596 . . . . 5 ((((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ 𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝) → 𝑞 𝑠 ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)})𝑠 / 𝑥𝐵)
6059rabssdv 4022 . . . 4 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → {𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝} ⊆ 𝑠 ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)})𝑠 / 𝑥𝐵)
6132, 60ssexd 5289 . . 3 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → {𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝} ∈ V)
6261ralrimiva 3154 . 2 ((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) → ∀𝑝 𝑥𝐴 𝐵{𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝} ∈ V)
63 df-se 5609 . 2 (𝑇 Se 𝑥𝐴 𝐵 ↔ ∀𝑝 𝑥𝐴 𝐵{𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝} ∈ V)
6462, 63sylibr 237 1 ((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) → 𝑇 Se 𝑥𝐴 𝐵)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3  wi 4  wa 401  wo 861  w3a 1103   = wceq 1570  wcel 2145  wral 3076  {crab 3412  Vcvv 3450  csb 3847  cun 3897  wss 3899  {csn 4584   ciun 4951   class class class wbr 5103  {copab 5167  cmpt 5186   Se wse 5606   We wwe 5607  wf 6529  cfv 6533  crio 7370
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pr 5398  ax-un 7737
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  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-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-id 5550  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-fv 6541  df-riota 7371
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