Theorem xpnz 6158

Description: The Cartesian product of nonempty classes is nonempty. (Variation of a theorem contributed by Raph Levien, 30-Jun-2006.) (Contributed by NM, 30-Jun-2006.)

Assertion

Ref	Expression
xpnz	⊢ ((𝐴 ≠ ∅ ∧ 𝐵 ≠ ∅) ↔ (𝐴 × 𝐵) ≠ ∅)

Proof of Theorem xpnz

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		n0 4346	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑥 𝑥 ∈ 𝐴)
2		n0 4346	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ≠ ∅ ↔ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝐵)
3	1, 2	anbi12i 627	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ≠ ∅ ∧ 𝐵 ≠ ∅) ↔ (∃𝑥 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝐵))
4		exdistrv 1959	. . . 4 ⊢ (∃𝑥∃𝑦(𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ↔ (∃𝑥 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝐵))
5	3, 4	bitr4i 277	. . 3 ⊢ ((𝐴 ≠ ∅ ∧ 𝐵 ≠ ∅) ↔ ∃𝑥∃𝑦(𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵))
6		opex 5464	. . . . . 6 ⊢ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ V
7		eleq1 2821	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (𝑧 ∈ (𝐴 × 𝐵) ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵)))
8		opelxp 5712	. . . . . . 7 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) ↔ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵))
9	7, 8	bitrdi 286	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = ⟨𝑥, 𝑦⟩ → (𝑧 ∈ (𝐴 × 𝐵) ↔ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)))
10	6, 9	spcev 3596	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ∃𝑧 𝑧 ∈ (𝐴 × 𝐵))
11		n0 4346	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 × 𝐵) ≠ ∅ ↔ ∃𝑧 𝑧 ∈ (𝐴 × 𝐵))
12	10, 11	sylibr 233	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝐴 × 𝐵) ≠ ∅)
13	12	exlimivv 1935	. . 3 ⊢ (∃𝑥∃𝑦(𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝐴 × 𝐵) ≠ ∅)
14	5, 13	sylbi 216	. 2 ⊢ ((𝐴 ≠ ∅ ∧ 𝐵 ≠ ∅) → (𝐴 × 𝐵) ≠ ∅)
15		xpeq1 5690	. . . . 5 ⊢ (𝐴 = ∅ → (𝐴 × 𝐵) = (∅ × 𝐵))
16		0xp 5774	. . . . 5 ⊢ (∅ × 𝐵) = ∅
17	15, 16	eqtrdi 2788	. . . 4 ⊢ (𝐴 = ∅ → (𝐴 × 𝐵) = ∅)
18	17	necon3i 2973	. . 3 ⊢ ((𝐴 × 𝐵) ≠ ∅ → 𝐴 ≠ ∅)
19		xpeq2 5697	. . . . 5 ⊢ (𝐵 = ∅ → (𝐴 × 𝐵) = (𝐴 × ∅))
20		xp0 6157	. . . . 5 ⊢ (𝐴 × ∅) = ∅
21	19, 20	eqtrdi 2788	. . . 4 ⊢ (𝐵 = ∅ → (𝐴 × 𝐵) = ∅)
22	21	necon3i 2973	. . 3 ⊢ ((𝐴 × 𝐵) ≠ ∅ → 𝐵 ≠ ∅)
23	18, 22	jca 512	. 2 ⊢ ((𝐴 × 𝐵) ≠ ∅ → (𝐴 ≠ ∅ ∧ 𝐵 ≠ ∅))
24	14, 23	impbii 208	1 ⊢ ((𝐴 ≠ ∅ ∧ 𝐵 ≠ ∅) ↔ (𝐴 × 𝐵) ≠ ∅)

Syntax hints:   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541  ∃wex 1781   ∈ wcel 2106   ≠ wne 2940  ∅c0 4322  ⟨cop 4634   × cxp 5674

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pr 5427

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-ne 2941  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rab 3433  df-v 3476  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-nul 4323  df-if 4529  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-br 5149  df-opab 5211  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684

This theorem is referenced by:  xpeq0  6159  ssxpb  6173  xp11  6174  unixpid  6283  xpexr2  7909  frxp  8111  xpfir  9265  axcc2lem  10430  axdc4lem  10449  mamufacex  21890  txindis  23137  2ndimaxp  31867  bj-xpnzex  35835  bj-1upln0  35885  bj-2upln1upl  35900  dibn0  40019  pzriprnglem4  46798