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Description: Membership in a Cartesian product. This version requires no quantifiers or dummy variables. See also elxp5 , elxp6 , and elxp7 . (Contributed by NM, 17-Feb-2004)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Assertion | elxp4 | ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 𝐵 × 𝐶 ) ↔ ( 𝐴 = 〈 ∪ dom { 𝐴 } , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ∧ ( ∪ dom { 𝐴 } ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | elxp | ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 𝐵 × 𝐶 ) ↔ ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ) ) ) | |
| 2 | sneq | ⊢ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → { 𝐴 } = { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } ) | |
| 3 | 2 | rneqd | ⊢ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ran { 𝐴 } = ran { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } ) |
| 4 | 3 | unieqd | ⊢ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ∪ ran { 𝐴 } = ∪ ran { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } ) |
| 5 | vex | ⊢ 𝑥 ∈ V | |
| 6 | vex | ⊢ 𝑦 ∈ V | |
| 7 | 5 6 | op2nda | ⊢ ∪ ran { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } = 𝑦 |
| 8 | 4 7 | eqtr2di | ⊢ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → 𝑦 = ∪ ran { 𝐴 } ) |
| 9 | 8 | pm4.71ri | ⊢ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ↔ ( 𝑦 = ∪ ran { 𝐴 } ∧ 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) |
| 10 | 9 | anbi1i | ⊢ ( ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ) ) ↔ ( ( 𝑦 = ∪ ran { 𝐴 } ∧ 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ) ) ) |
| 11 | anass | ⊢ ( ( ( 𝑦 = ∪ ran { 𝐴 } ∧ 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ) ) ↔ ( 𝑦 = ∪ ran { 𝐴 } ∧ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ) ) ) ) | |
| 12 | 10 11 | bitri | ⊢ ( ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ) ) ↔ ( 𝑦 = ∪ ran { 𝐴 } ∧ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ) ) ) ) |
| 13 | 12 | exbii | ⊢ ( ∃ 𝑦 ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ) ) ↔ ∃ 𝑦 ( 𝑦 = ∪ ran { 𝐴 } ∧ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ) ) ) ) |
| 14 | snex | ⊢ { 𝐴 } ∈ V | |
| 15 | 14 | rnex | ⊢ ran { 𝐴 } ∈ V |
| 16 | 15 | uniex | ⊢ ∪ ran { 𝐴 } ∈ V |
| 17 | opeq2 | ⊢ ( 𝑦 = ∪ ran { 𝐴 } → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ) | |
| 18 | 17 | eqeq2d | ⊢ ( 𝑦 = ∪ ran { 𝐴 } → ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ↔ 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ) ) |
| 19 | eleq1 | ⊢ ( 𝑦 = ∪ ran { 𝐴 } → ( 𝑦 ∈ 𝐶 ↔ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) | |
| 20 | 19 | anbi2d | ⊢ ( 𝑦 = ∪ ran { 𝐴 } → ( ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ) ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) ) |
| 21 | 18 20 | anbi12d | ⊢ ( 𝑦 = ∪ ran { 𝐴 } → ( ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ) ) ↔ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) ) ) |
| 22 | 16 21 | ceqsexv | ⊢ ( ∃ 𝑦 ( 𝑦 = ∪ ran { 𝐴 } ∧ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ) ) ) ↔ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) ) |
| 23 | 13 22 | bitri | ⊢ ( ∃ 𝑦 ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ) ) ↔ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) ) |
| 24 | sneq | ⊢ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 → { 𝐴 } = { 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 } ) | |
| 25 | 24 | dmeqd | ⊢ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 → dom { 𝐴 } = dom { 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 } ) |
| 26 | 25 | unieqd | ⊢ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 → ∪ dom { 𝐴 } = ∪ dom { 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 } ) |
| 27 | 5 16 | op1sta | ⊢ ∪ dom { 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 } = 𝑥 |
| 28 | 26 27 | eqtr2di | ⊢ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 → 𝑥 = ∪ dom { 𝐴 } ) |
| 29 | 28 | pm4.71ri | ⊢ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ↔ ( 𝑥 = ∪ dom { 𝐴 } ∧ 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ) ) |
| 30 | 29 | anbi1i | ⊢ ( ( 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) ↔ ( ( 𝑥 = ∪ dom { 𝐴 } ∧ 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ) ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) ) |
| 31 | anass | ⊢ ( ( ( 𝑥 = ∪ dom { 𝐴 } ∧ 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ) ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) ↔ ( 𝑥 = ∪ dom { 𝐴 } ∧ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) ) ) | |
| 32 | 23 30 31 | 3bitri | ⊢ ( ∃ 𝑦 ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ) ) ↔ ( 𝑥 = ∪ dom { 𝐴 } ∧ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) ) ) |
| 33 | 32 | exbii | ⊢ ( ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 ( 𝐴 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ) ) ↔ ∃ 𝑥 ( 𝑥 = ∪ dom { 𝐴 } ∧ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) ) ) |
| 34 | 14 | dmex | ⊢ dom { 𝐴 } ∈ V |
| 35 | 34 | uniex | ⊢ ∪ dom { 𝐴 } ∈ V |
| 36 | opeq1 | ⊢ ( 𝑥 = ∪ dom { 𝐴 } → 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 = 〈 ∪ dom { 𝐴 } , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ) | |
| 37 | 36 | eqeq2d | ⊢ ( 𝑥 = ∪ dom { 𝐴 } → ( 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ↔ 𝐴 = 〈 ∪ dom { 𝐴 } , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ) ) |
| 38 | eleq1 | ⊢ ( 𝑥 = ∪ dom { 𝐴 } → ( 𝑥 ∈ 𝐵 ↔ ∪ dom { 𝐴 } ∈ 𝐵 ) ) | |
| 39 | 38 | anbi1d | ⊢ ( 𝑥 = ∪ dom { 𝐴 } → ( ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ↔ ( ∪ dom { 𝐴 } ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) ) |
| 40 | 37 39 | anbi12d | ⊢ ( 𝑥 = ∪ dom { 𝐴 } → ( ( 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) ↔ ( 𝐴 = 〈 ∪ dom { 𝐴 } , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ∧ ( ∪ dom { 𝐴 } ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) ) ) |
| 41 | 35 40 | ceqsexv | ⊢ ( ∃ 𝑥 ( 𝑥 = ∪ dom { 𝐴 } ∧ ( 𝐴 = 〈 𝑥 , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) ) ↔ ( 𝐴 = 〈 ∪ dom { 𝐴 } , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ∧ ( ∪ dom { 𝐴 } ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) ) |
| 42 | 1 33 41 | 3bitri | ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 𝐵 × 𝐶 ) ↔ ( 𝐴 = 〈 ∪ dom { 𝐴 } , ∪ ran { 𝐴 } 〉 ∧ ( ∪ dom { 𝐴 } ∈ 𝐵 ∧ ∪ ran { 𝐴 } ∈ 𝐶 ) ) ) |