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Theorem unifiOLD 4570
Description: The finite union of finite sets is finite. Exercise 13 of [Enderton] p. 144.
Assertion
Ref Expression
unifiOLD ((n ω An x A n ω xn) → n ω An)
Distinct variable group:   x,n,A

Proof of Theorem unifiOLD
StepHypRef Expression
1 breq2 2628 . . . 4 (n = m → (AnAm))
21cbvrexv 1804 . . 3 (n ω Anm ω Am)
3 breq2 2628 . . . . . . . . 9 (m = → (ymy))
43anbi1d 619 . . . . . . . 8 (m = → ((ym x y n ω xn) ↔ (y x y n ω xn)))
54imbi1d 615 . . . . . . 7 (m = → (((ym x y n ω xn) → n ω yn) ↔ ((y x y n ω xn) → n ω yn)))
65albidv 1280 . . . . . 6 (m = → (y((ym x y n ω xn) → n ω yn) ↔ y((y x y n ω xn) → n ω yn)))
7 breq2 2628 . . . . . . . . 9 (m = k → (ymyk))
87anbi1d 619 . . . . . . . 8 (m = k → ((ym x y n ω xn) ↔ (yk x y n ω xn)))
98imbi1d 615 . . . . . . 7 (m = k → (((ym x y n ω xn) → n ω yn) ↔ ((yk x y n ω xn) → n ω yn)))
109albidv 1280 . . . . . 6 (m = k → (y((ym x y n ω xn) → n ω yn) ↔ y((yk x y n ω xn) → n ω yn)))
11 breq2 2628 . . . . . . . . 9 (m = suc k → (ymy ≈ suc k))
1211anbi1d 619 . . . . . . . 8 (m = suc k → ((ym x y n ω xn) ↔ (y ≈ suc k x y n ω xn)))
1312imbi1d 615 . . . . . . 7 (m = suc k → (((ym x y n ω xn) → n ω yn) ↔ ((y ≈ suc k x y n ω xn) → n ω yn)))
1413albidv 1280 . . . . . 6 (m = suc k → (y((ym x y n ω xn) → n ω yn) ↔ y((y ≈ suc k x y n ω xn) → n ω yn)))
15 en0 4429 . . . . . . . . 9 (yy = )
16 unieq 2514 . . . . . . . . . . 11 (y = y = )
17 uni0 2529 . . . . . . . . . . . 12 =
18 0ex 2716 . . . . . . . . . . . . 13 V
1918enref 4397 . . . . . . . . . . . 12
2017, 19eqbrtr 2639 . . . . . . . . . . 11
2116, 20syl6eqbr 2657 . . . . . . . . . 10 (y = y)
22 peano1 3155 . . . . . . . . . . 11 ω
23 breq2 2628 . . . . . . . . . . . 12 (n = → (yny))
2423rcla4ev 1880 . . . . . . . . . . 11 (( ω y) → n ω yn)
2522, 24mpan 697 . . . . . . . . . 10 (yn ω yn)
2621, 25syl 10 . . . . . . . . 9 (y = n ω yn)
2715, 26sylbi 199 . . . . . . . 8 (yn ω yn)
2827adantr 391 . . . . . . 7 ((y x y n ω xn) → n ω yn)
2928ax-gen 965 . . . . . 6 y((y x y n ω xn) → n ω yn)
30 breq1 2627 . . . . . . . . . . 11 (y = z → (ykzk))
31 raleq1 1789 . . . . . . . . . . 11 (y = z → (x y n ω xnx z n ω xn))
3230, 31anbi12d 630 . . . . . . . . . 10 (y = z → ((yk x y n ω xn) ↔ (zk x z n ω xn)))
33 unieq 2514 . . . . . . . . . . . 12 (y = zy = z)
3433breq1d 2634 . . . . . . . . . . 11 (y = z → (ynzn))
3534rexbidv 1667 . . . . . . . . . 10 (y = z → (n ω ynn ω zn))
3632, 35imbi12d 628 . . . . . . . . 9 (y = z → (((yk x y n ω xn) → n ω yn) ↔ ((zk x z n ω xn) → n ω zn)))
3736cbvalv 1316 . . . . . . . 8 (y((yk x y n ω xn) → n ω yn) ↔ z((zk x z n ω xn) → n ω zn))
38 visset 1816 . . . . . . . . . . . . . . 15 k V
3938sucex 3056 . . . . . . . . . . . . . 14 suc k V
4039ensym 4418 . . . . . . . . . . . . 13 (y ≈ suc k → suc ky)
41 visset 1816 . . . . . . . . . . . . . 14 y V
4241bren 4383 . . . . . . . . . . . . 13 (suc kyf f:suc k1-1-ontoy)
4340, 42sylib 198 . . . . . . . . . . . 12 (y ≈ suc kf f:suc k1-1-ontoy)
44 unfiOLD 4564 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((n ω (fk) ≈ n n ω (fk) ≈ n) → n ω ((fk) ∪ (fk)) ≈ n)
45 visset 1816 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 f V
46 imaexg 3422 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (f V → (fk) V)
4745, 46ax-mp 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (fk) V
48 breq1 2627 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (z = (fk) → (zk ↔ (fk) ≈ k))
49 raleq1 1789 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (z = (fk) → (x z n ω xnx (fk)n ω xn))
5048, 49anbi12d 630 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (z = (fk) → ((zk x z n ω xn) ↔ ((fk) ≈ k x (fk)n ω xn)))
51 unieq 2514 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (z = (fk) → z = (fk))
5251breq1d 2634 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (z = (fk) → (zn(fk) ≈ n))
5352rexbidv 1667 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (z = (fk) → (n ω znn ω (fk) ≈ n))
5450, 53imbi12d 628 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (z = (fk) → (((zk x z n ω xn) → n ω zn) ↔ (((fk) ≈ k x (fk)n ω xn) → n ω (fk) ≈ n)))
5547, 54cla4v 1871 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (z((zk x z n ω xn) → n ω zn) → (((fk) ≈ k x (fk)n ω xn) → n ω (fk) ≈ n))
5655imp 350 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((z((zk x z n ω xn) → n ω zn) ((fk) ≈ k x (fk)n ω xn)) → n ω (fk) ≈ n)
57 f1of1 3694 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (f:suc k1-1-ontoyf:suc k1-1y)
58 sssucid 3053 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 k suc k
59 f1ores 3709 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((f:suc k1-1y k suc k) → (f k):k1-1-onto→(fk))
6058, 59mpan2 698 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (f:suc k1-1y → (f k):k1-1-onto→(fk))
6138f1oen 4404 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((f k):k1-1-onto→(fk) → k ≈ (fk))
6257, 60, 613syl 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (f:suc k1-1-ontoyk ≈ (fk))
6347ensym 4418 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (k ≈ (fk) → (fk) ≈ k)
6462, 63syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (f:suc k1-1-ontoy → (fk) ≈ k)
6564adantr 391 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((f:suc k1-1-ontoy x y n ω xn) → (fk) ≈ k)
66 ssun1 2196 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (fk) ((fk) ∪ {(fk)})
6766a1i 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (f:suc k1-1-ontoy → (fk) ((fk) ∪ {(fk)}))
68 f1ofn 3696 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (f:suc k1-1-ontoyf Fn suc k)
6938sucid 3057 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 k suc k
70 fnsnfv 3773 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((f Fn suc k k suc k) → {(fk)} = (f “ {k}))
7169, 70mpan2 698 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (f Fn suc k → {(fk)} = (f “ {k}))
7268, 71syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (f:suc k1-1-ontoy → {(fk)} = (f “ {k}))
7372uneq2d 2187 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (f:suc k1-1-ontoy → ((fk) ∪ {(fk)}) = ((fk) ∪ (f “ {k})))
74 df-suc 2960 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 suc k = (k ∪ {k})
75 imaeq2 3408 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (suc k = (k ∪ {k}) → (f “ suc k) = (f “ (k ∪ {k})))
7674, 75ax-mp 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (f “ suc k) = (f “ (k ∪ {k}))
77 imaun 3466 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (f “ (k ∪ {k})) = ((fk) ∪ (f “ {k}))
7876, 77eqtr2 1499 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((fk) ∪ (f “ {k})) = (f “ suc k)
7973, 78syl6eq 1526 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (f:suc k1-1-ontoy → ((fk) ∪ {(fk)}) = (f “ suc k))
80 f1ofo 3701 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (f:suc k1-1-ontoyf:suc kontoy)
81 foima 3682 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (f:suc kontoy → (f “ suc k) = y)
8280, 81syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (f:suc k1-1-ontoy → (f “ suc k) = y)
8379, 82eqtrd 1510 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (f:suc k1-1-ontoy → ((fk) ∪ {(fk)}) = y)
8467, 83sseqtrd 2100 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (f:suc k1-1-ontoy → (fk) y)
85 ssralv 2117 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((fk) y → (x y n ω xnx (fk)n ω xn))
8684, 85syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (f:suc k1-1-ontoy → (x y n ω xnx (fk)n ω xn))
8786imp 350 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((f:suc k1-1-ontoy x y n ω xn) → x (fk)n ω xn)
8865, 87jca 288 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((f:suc k1-1-ontoy x y n ω xn) → ((fk) ≈ k x (fk)n ω xn))
8956, 88sylan2 453 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((z((zk x z n ω xn) → n ω zn) (f:suc k1-1-ontoy x y n ω xn)) → n ω (fk) ≈ n)
9089an1s 488 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((f:suc k1-1-ontoy (z((zk x z n ω xn) → n ω zn) x y n ω xn)) → n ω (fk) ≈ n)
91 breq1 2627 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (x = (fk) → (xn ↔ (fk) ≈ n))
9291rexbidv 1667 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (x = (fk) → (n ω xnn ω (fk) ≈ n))
9392rcla4va 1878 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((fk) y x y n ω xn) → n ω (fk) ≈ n)
94 f1of 3695 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (f:suc k1-1-ontoyf:suc k–→y)
95 ffvelrn 3820 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((f:suc k–→y k suc k) → (fk) y)
9669, 95mpan2 698 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (f:suc k–→y → (fk) y)
9794, 96syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (f:suc k1-1-ontoy → (fk) y)
9893, 97sylan 450 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((f:suc k1-1-ontoy x y n ω xn) → n ω (fk) ≈ n)
9998adantrl 396 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((f:suc k1-1-ontoy (z((zk x z n ω xn) → n ω zn) x y n ω xn)) → n ω (fk) ≈ n)
10044, 90, 99sylanc 473 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((f:suc k1-1-ontoy (z((zk x z n ω xn) → n ω zn) x y n ω xn)) → n ω ((fk) ∪ (fk)) ≈ n)
10183unieqd 2516 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (f:suc k1-1-ontoy((fk) ∪ {(fk)}) = y)
102 uniun 2523 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((fk) ∪ {(fk)}) = ((fk) ∪ {(fk)})
103 fvex 3738 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (fk) V
104103unisn 2521 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 {(fk)} = (fk)
105104uneq2i 2184 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((fk) ∪ {(fk)}) = ((fk) ∪ (fk))
106102, 105eqtr2 1499 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((fk) ∪ (fk)) = ((fk) ∪ {(fk)})
107101, 106syl5eq 1522 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (f:suc k1-1-ontoy → ((fk) ∪ (fk)) = y)
108107breq1d 2634 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (f:suc k1-1-ontoy → (((fk) ∪ (fk)) ≈ nyn))
109108rexbidv 1667 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (f:suc k1-1-ontoy → (n ω ((fk) ∪ (fk)) ≈ nn ω yn))
110109adantr 391 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((f:suc k1-1-ontoy (z((zk x z n ω xn) → n ω zn) x y n ω xn)) → (n ω ((fk) ∪ (fk)) ≈ nn ω yn))
111100, 110mpbid 195 . . . . . . . . . . . . . 14 ((f:suc k1-1-ontoy (z((zk x z n ω xn) → n ω zn) x y n ω xn)) → n ω yn)
112111exp32 379 . . . . . . . . . . . . 13 (f:suc k1-1-ontoy → (z((zk x z n ω xn) → n ω zn) → (x y n ω xnn ω yn)))
11311219.23aiv 1297 . . . . . . . . . . . 12 (f f:suc k1-1-ontoy → (z((zk x z n ω xn) → n ω zn) → (x y n ω xnn ω yn)))
11443, 113syl 10 . . . . . . . . . . 11 (y ≈ suc k → (z((zk x z n ω xn) → n ω zn) → (x y n ω xnn ω yn)))
115114com12 11 . . . . . . . . . 10 (z((zk x z n ω xn) → n ω zn) → (y ≈ suc k → (x y n ω xnn ω yn)))
116115imp3a 361 . . . . . . . . 9 (z((zk x z n ω xn) → n ω zn) → ((y ≈ suc k x y n ω xn) → n ω yn))
11711619.21aiv 1288 . . . . . . . 8 (z((zk x z n ω xn) → n ω zn) → y((y ≈ suc k x y n ω xn) → n ω yn))
11837, 117sylbi 199 . . . . . . 7 (y((yk x y n ω xn) → n ω yn) → y((y ≈ suc k x y n ω xn) → n ω yn))
119118a1i 8 . . . . . 6 (k ω → (y((yk x y n ω xn) → n ω yn) → y((y ≈ suc k x y n ω xn) → n ω yn)))
1206, 10, 14, 29, 119finds1 3165 . . . . 5 (m ω → y((ym x y n ω xn) → n ω yn))
121 relen 4378 . . . . . . . 8 Rel ≈
122121brrelexi 3214 . . . . . . 7 (AmA V)
123 breq1 2627 . . . . . . . . . . 11 (y = A → (ymAm))
124 raleq1 1789 . . . . . . . . . . 11 (y = A → (x y n ω xnx A n ω xn))
125123, 124anbi12d 630 . . . . . . . . . 10 (y = A → ((ym x y n ω xn) ↔ (Am x A n ω xn)))
126 unieq 2514 . . . . . . . . . . . 12 (y = Ay = A)
127126breq1d 2634 . . . . . . . . . . 11 (y = A → (ynAn))
128127rexbidv 1667 . . . . . . . . . 10 (y = A → (n ω ynn</