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Description: The union of functions with disjoint domains is a function. Theorem 4.6 of Monk1 p. 43. (Contributed by NM, 12-Aug-1994)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Assertion | funun | ⊢ ( ( ( Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺 ) ∧ ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ ) → Fun ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | funrel | ⊢ ( Fun 𝐹 → Rel 𝐹 ) | |
| 2 | funrel | ⊢ ( Fun 𝐺 → Rel 𝐺 ) | |
| 3 | 1 2 | anim12i | ⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺 ) → ( Rel 𝐹 ∧ Rel 𝐺 ) ) |
| 4 | relun | ⊢ ( Rel ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ↔ ( Rel 𝐹 ∧ Rel 𝐺 ) ) | |
| 5 | 3 4 | sylibr | ⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺 ) → Rel ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ) |
| 6 | 5 | adantr | ⊢ ( ( ( Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺 ) ∧ ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ ) → Rel ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ) |
| 7 | elun | ⊢ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ↔ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∨ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ) ) | |
| 8 | elun | ⊢ ( 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ↔ ( 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ∨ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) | |
| 9 | 7 8 | anbi12i | ⊢ ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ) ↔ ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∨ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ) ∧ ( 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ∨ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) ) |
| 10 | anddi | ⊢ ( ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∨ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ) ∧ ( 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ∨ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) ↔ ( ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ∨ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) ∨ ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ∨ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) ) ) | |
| 11 | 9 10 | bitri | ⊢ ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ) ↔ ( ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ∨ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) ∨ ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ∨ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) ) ) |
| 12 | disj1 | ⊢ ( ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ ↔ ∀ 𝑥 ( 𝑥 ∈ dom 𝐹 → ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐺 ) ) | |
| 13 | 12 | biimpi | ⊢ ( ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ → ∀ 𝑥 ( 𝑥 ∈ dom 𝐹 → ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐺 ) ) |
| 14 | 13 | 19.21bi | ⊢ ( ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ → ( 𝑥 ∈ dom 𝐹 → ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐺 ) ) |
| 15 | imnan | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ dom 𝐹 → ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐺 ) ↔ ¬ ( 𝑥 ∈ dom 𝐹 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝐺 ) ) | |
| 16 | 14 15 | sylib | ⊢ ( ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ → ¬ ( 𝑥 ∈ dom 𝐹 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝐺 ) ) |
| 17 | vex | ⊢ 𝑥 ∈ V | |
| 18 | vex | ⊢ 𝑦 ∈ V | |
| 19 | 17 18 | opeldm | ⊢ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 → 𝑥 ∈ dom 𝐹 ) |
| 20 | vex | ⊢ 𝑧 ∈ V | |
| 21 | 17 20 | opeldm | ⊢ ( 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 → 𝑥 ∈ dom 𝐺 ) |
| 22 | 19 21 | anim12i | ⊢ ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) → ( 𝑥 ∈ dom 𝐹 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝐺 ) ) |
| 23 | 16 22 | nsyl | ⊢ ( ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ → ¬ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) |
| 24 | orel2 | ⊢ ( ¬ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) → ( ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ∨ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) → ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ) ) | |
| 25 | 23 24 | syl | ⊢ ( ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ → ( ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ∨ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) → ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ) ) |
| 26 | 14 | con2d | ⊢ ( ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ → ( 𝑥 ∈ dom 𝐺 → ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹 ) ) |
| 27 | imnan | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ dom 𝐺 → ¬ 𝑥 ∈ dom 𝐹 ) ↔ ¬ ( 𝑥 ∈ dom 𝐺 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝐹 ) ) | |
| 28 | 26 27 | sylib | ⊢ ( ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ → ¬ ( 𝑥 ∈ dom 𝐺 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝐹 ) ) |
| 29 | 17 18 | opeldm | ⊢ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 → 𝑥 ∈ dom 𝐺 ) |
| 30 | 17 20 | opeldm | ⊢ ( 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 → 𝑥 ∈ dom 𝐹 ) |
| 31 | 29 30 | anim12i | ⊢ ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) → ( 𝑥 ∈ dom 𝐺 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝐹 ) ) |
| 32 | 28 31 | nsyl | ⊢ ( ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ → ¬ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ) |
| 33 | orel1 | ⊢ ( ¬ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) → ( ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ∨ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) → ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) ) | |
| 34 | 32 33 | syl | ⊢ ( ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ → ( ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ∨ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) → ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) ) |
| 35 | 25 34 | orim12d | ⊢ ( ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ → ( ( ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ∨ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) ∨ ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ∨ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) ) → ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ∨ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) ) ) |
| 36 | 35 | adantl | ⊢ ( ( ( Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺 ) ∧ ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ ) → ( ( ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ∨ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) ∨ ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ∨ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) ) → ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ∨ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) ) ) |
| 37 | 11 36 | biimtrid | ⊢ ( ( ( Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺 ) ∧ ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ ) → ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ) → ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ∨ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) ) ) |
| 38 | dffun4 | ⊢ ( Fun 𝐹 ↔ ( Rel 𝐹 ∧ ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) → 𝑦 = 𝑧 ) ) ) | |
| 39 | 38 | simprbi | ⊢ ( Fun 𝐹 → ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) → 𝑦 = 𝑧 ) ) |
| 40 | 39 | 19.21bi | ⊢ ( Fun 𝐹 → ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) → 𝑦 = 𝑧 ) ) |
| 41 | 40 | 19.21bbi | ⊢ ( Fun 𝐹 → ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) → 𝑦 = 𝑧 ) ) |
| 42 | dffun4 | ⊢ ( Fun 𝐺 ↔ ( Rel 𝐺 ∧ ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) → 𝑦 = 𝑧 ) ) ) | |
| 43 | 42 | simprbi | ⊢ ( Fun 𝐺 → ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) → 𝑦 = 𝑧 ) ) |
| 44 | 43 | 19.21bi | ⊢ ( Fun 𝐺 → ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) → 𝑦 = 𝑧 ) ) |
| 45 | 44 | 19.21bbi | ⊢ ( Fun 𝐺 → ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) → 𝑦 = 𝑧 ) ) |
| 46 | 41 45 | jaao | ⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺 ) → ( ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ∨ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) → 𝑦 = 𝑧 ) ) |
| 47 | 46 | adantr | ⊢ ( ( ( Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺 ) ∧ ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ ) → ( ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐹 ) ∨ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐺 ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ 𝐺 ) ) → 𝑦 = 𝑧 ) ) |
| 48 | 37 47 | syld | ⊢ ( ( ( Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺 ) ∧ ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ ) → ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ) → 𝑦 = 𝑧 ) ) |
| 49 | 48 | alrimiv | ⊢ ( ( ( Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺 ) ∧ ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ ) → ∀ 𝑧 ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ) → 𝑦 = 𝑧 ) ) |
| 50 | 49 | alrimivv | ⊢ ( ( ( Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺 ) ∧ ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ ) → ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ) → 𝑦 = 𝑧 ) ) |
| 51 | dffun4 | ⊢ ( Fun ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ↔ ( Rel ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ∧ ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ∧ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∈ ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ) → 𝑦 = 𝑧 ) ) ) | |
| 52 | 6 50 51 | sylanbrc | ⊢ ( ( ( Fun 𝐹 ∧ Fun 𝐺 ) ∧ ( dom 𝐹 ∩ dom 𝐺 ) = ∅ ) → Fun ( 𝐹 ∪ 𝐺 ) ) |