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Theorem weiunse 37007
Description: The relation constructed in weiunpo 37004, weiunso 37005, weiunfr 37006, and weiunwe 37008 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 1210 . . . . . . 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 1209 . . . . . . . . . 10 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → 𝑅 We 𝐴)
52, 3, 4, 1weiunlem 37002 . . . . . . . . 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 1159 . . . . . . . 8 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → 𝐹: 𝑥𝐴 𝐵𝐴)
7 simpr 489 . . . . . . . 8 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → 𝑝 𝑥𝐴 𝐵)
86, 7ffvelcdmd 7080 . . . . . . 7 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → (𝐹𝑝) ∈ 𝐴)
9 seex 5619 . . . . . . 7 ((𝑅 Se 𝐴 ∧ (𝐹𝑝) ∈ 𝐴) → {𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∈ V)
101, 8, 9syl2anc 595 . . . . . 6 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → {𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∈ V)
11 snex 5409 . . . . . 6 {(𝐹𝑝)} ∈ V
12 unexg 7743 . . . . . 6 (({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∈ V ∧ {(𝐹𝑝)} ∈ V) → ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}) ∈ V)
1310, 11, 12sylancl 597 . . . . 5 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}) ∈ V)
14 ssrab2 4033 . . . . . . . 8 {𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ⊆ 𝐴
1514a1i 11 . . . . . . 7 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → {𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ⊆ 𝐴)
168snssd 4751 . . . . . . 7 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → {(𝐹𝑝)} ⊆ 𝐴)
1715, 16unssd 4144 . . . . . 6 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}) ⊆ 𝐴)
18 simpl3 1211 . . . . . . . 8 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉)
19 elex 3475 . . . . . . . . 9 (𝐵𝑉𝐵 ∈ V)
2019ralimi 3101 . . . . . . . 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 1943 . . . . . . . 8 𝑠 𝐵 ∈ V
23 nfcsb1v 3876 . . . . . . . . 9 𝑥𝑠 / 𝑥𝐵
2423nfel1 2940 . . . . . . . 8 𝑥𝑠 / 𝑥𝐵 ∈ V
25 csbeq1a 3866 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑠𝐵 = 𝑠 / 𝑥𝐵)
2625eleq1d 2847 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑠 → (𝐵 ∈ V ↔ 𝑠 / 𝑥𝐵 ∈ V))
2722, 24, 26cbvralw 3306 . . . . . . 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 4005 . . . . . 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 7958 . . . . 5 ((({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}) ∈ V ∧ ∀𝑠 ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)})𝑠 / 𝑥𝐵 ∈ V) → 𝑠 ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)})𝑠 / 𝑥𝐵 ∈ V)
3213, 30, 31syl2anc 595 . . . 4 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → 𝑠 ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)})𝑠 / 𝑥𝐵 ∈ V)
3363ad2ant1 1150 . . . . . . . . 9 ((((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ 𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝) → 𝐹: 𝑥𝐴 𝐵𝐴)
34 simp2 1154 . . . . . . . . 9 ((((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ 𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝) → 𝑞 𝑥𝐴 𝐵)
3533, 34ffvelcdmd 7080 . . . . . . . 8 ((((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ 𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝) → (𝐹𝑞) ∈ 𝐴)
36 breq1 5111 . . . . . . . . . 10 (𝑟 = (𝐹𝑞) → (𝑟𝑅(𝐹𝑝) ↔ (𝐹𝑞)𝑅(𝐹𝑝)))
3736elrab 3649 . . . . . . . . 9 ((𝐹𝑞) ∈ {𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ↔ ((𝐹𝑞) ∈ 𝐴 ∧ (𝐹𝑞)𝑅(𝐹𝑝)))
38 elun1 4134 . . . . . . . . 9 ((𝐹𝑞) ∈ {𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} → (𝐹𝑞) ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}))
3937, 38sylbir 238 . . . . . . . 8 (((𝐹𝑞) ∈ 𝐴 ∧ (𝐹𝑞)𝑅(𝐹𝑝)) → (𝐹𝑞) ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}))
4035, 39sylan 591 . . . . . . 7 (((((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ 𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝) ∧ (𝐹𝑞)𝑅(𝐹𝑝)) → (𝐹𝑞) ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}))
41 fvex 6894 . . . . . . . . . 10 (𝐹𝑞) ∈ V
4241elsn 4603 . . . . . . . . 9 ((𝐹𝑞) ∈ {(𝐹𝑝)} ↔ (𝐹𝑞) = (𝐹𝑝))
43 elun2 4135 . . . . . . . . 9 ((𝐹𝑞) ∈ {(𝐹𝑝)} → (𝐹𝑞) ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}))
4442, 43sylbir 238 . . . . . . . 8 ((𝐹𝑞) = (𝐹𝑝) → (𝐹𝑞) ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}))
4544ad2antrl 740 . . . . . . 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 37001 . . . . . . . . 9 (𝑞𝑇𝑝 ↔ ((𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ ((𝐹𝑞)𝑅(𝐹𝑝) ∨ ((𝐹𝑞) = (𝐹𝑝) ∧ 𝑞(𝐹𝑞) / 𝑥𝑆𝑝))))
4746simprbi 502 . . . . . . . 8 (𝑞𝑇𝑝 → ((𝐹𝑞)𝑅(𝐹𝑝) ∨ ((𝐹𝑞) = (𝐹𝑝) ∧ 𝑞(𝐹𝑞) / 𝑥𝑆𝑝)))
48473ad2ant3 1152 . . . . . . 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 972 . . . . . 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 6881 . . . . . . . . 9 (𝑡 = 𝑞 → (𝐹𝑡) = (𝐹𝑞))
5251csbeq1d 3856 . . . . . . . 8 (𝑡 = 𝑞(𝐹𝑡) / 𝑥𝐵 = (𝐹𝑞) / 𝑥𝐵)
5350, 52eleq12d 2856 . . . . . . 7 (𝑡 = 𝑞 → (𝑡(𝐹𝑡) / 𝑥𝐵𝑞(𝐹𝑞) / 𝑥𝐵))
545simp2d 1160 . . . . . . . 8 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → ∀𝑡 𝑥𝐴 𝐵𝑡(𝐹𝑡) / 𝑥𝐵)
55543ad2ant1 1150 . . . . . . 7 ((((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ 𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝) → ∀𝑡 𝑥𝐴 𝐵𝑡(𝐹𝑡) / 𝑥𝐵)
5653, 55, 34rspcdva 3581 . . . . . 6 ((((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ 𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝) → 𝑞(𝐹𝑞) / 𝑥𝐵)
57 csbeq1 3855 . . . . . . 7 (𝑠 = (𝐹𝑞) → 𝑠 / 𝑥𝐵 = (𝐹𝑞) / 𝑥𝐵)
5857eliuni 4961 . . . . . 6 (((𝐹𝑞) ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)}) ∧ 𝑞(𝐹𝑞) / 𝑥𝐵) → 𝑞 𝑠 ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)})𝑠 / 𝑥𝐵)
5949, 56, 58syl2anc 595 . . . . 5 ((((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) ∧ 𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝) → 𝑞 𝑠 ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)})𝑠 / 𝑥𝐵)
6059rabssdv 4027 . . . 4 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → {𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝} ⊆ 𝑠 ∈ ({𝑟𝐴𝑟𝑅(𝐹𝑝)} ∪ {(𝐹𝑝)})𝑠 / 𝑥𝐵)
6132, 60ssexd 5294 . . 3 (((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) ∧ 𝑝 𝑥𝐴 𝐵) → {𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝} ∈ V)
6261ralrimiva 3156 . 2 ((𝑅 We 𝐴𝑅 Se 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉) → ∀𝑝 𝑥𝐴 𝐵{𝑞 𝑥𝐴 𝐵𝑞𝑇𝑝} ∈ V)
63 df-se 5614 . 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 400  wo 860  w3a 1102   = wceq 1569  wcel 2142  wral 3078  {crab 3415  Vcvv 3454  csb 3852  cun 3902  wss 3904  {csn 4588   ciun 4955   class class class wbr 5108  {copab 5172  cmpt 5191   Se wse 5611   We wwe 5612  wf 6532  cfv 6536  crio 7368
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1824  ax-4 1838  ax-5 1939  ax-6 1996  ax-7 2037  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-rep 5237  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pr 5403  ax-un 7734
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1103  df-3an 1104  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1809  df-nf 1813  df-sb 2096  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3456  df-sbc 3744  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4595  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-id 5555  df-po 5568  df-so 5569  df-fr 5613  df-se 5614  df-we 5615  df-xp 5666  df-rel 5667  df-cnv 5668  df-co 5669  df-dm 5670  df-rn 5671  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-fv 6544  df-riota 7369
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