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Description: The indexed union of set exponentiations to a singleton is equal to the set exponentiation of the indexed union. (Contributed by Glauco Siliprandi, 3-Mar-2021)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Hypotheses | iunmapsn.x | ⊢ Ⅎ 𝑥 𝜑 | |
| iunmapsn.a | ⊢ ( 𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉 ) | ||
| iunmapsn.b | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) → 𝐵 ∈ 𝑊 ) | ||
| iunmapsn.c | ⊢ ( 𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑍 ) | ||
| Assertion | iunmapsn | ⊢ ( 𝜑 → ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) = ( ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | iunmapsn.x | ⊢ Ⅎ 𝑥 𝜑 | |
| 2 | iunmapsn.a | ⊢ ( 𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉 ) | |
| 3 | iunmapsn.b | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) → 𝐵 ∈ 𝑊 ) | |
| 4 | iunmapsn.c | ⊢ ( 𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑍 ) | |
| 5 | 1 2 3 | iunmapss | ⊢ ( 𝜑 → ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ⊆ ( ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) |
| 6 | simpr | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑓 ∈ ( ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) → 𝑓 ∈ ( ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) | |
| 7 | 3 | ex | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ 𝐴 → 𝐵 ∈ 𝑊 ) ) |
| 8 | 1 7 | ralrimi | ⊢ ( 𝜑 → ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ 𝑊 ) |
| 9 | iunexg | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ 𝑊 ) → ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ V ) | |
| 10 | 2 8 9 | syl2anc | ⊢ ( 𝜑 → ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∈ V ) |
| 11 | 10 4 | mapsnd | ⊢ ( 𝜑 → ( ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) = { 𝑓 ∣ ∃ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } } ) |
| 12 | 11 | adantr | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑓 ∈ ( ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) → ( ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) = { 𝑓 ∣ ∃ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } } ) |
| 13 | 6 12 | eleqtrd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑓 ∈ ( ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) → 𝑓 ∈ { 𝑓 ∣ ∃ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } } ) |
| 14 | abid | ⊢ ( 𝑓 ∈ { 𝑓 ∣ ∃ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } } ↔ ∃ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ) | |
| 15 | 13 14 | sylib | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑓 ∈ ( ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) → ∃ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ) |
| 16 | eliun | ⊢ ( 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↔ ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ 𝐵 ) | |
| 17 | 16 | biimpi | ⊢ ( 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 → ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ 𝐵 ) |
| 18 | 17 | 3ad2ant2 | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∧ 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ) → ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ 𝐵 ) |
| 19 | nfcv | ⊢ Ⅎ 𝑥 𝑦 | |
| 20 | nfiu1 | ⊢ Ⅎ 𝑥 ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 | |
| 21 | 19 20 | nfel | ⊢ Ⅎ 𝑥 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 |
| 22 | nfv | ⊢ Ⅎ 𝑥 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } | |
| 23 | 1 21 22 | nf3an | ⊢ Ⅎ 𝑥 ( 𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∧ 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ) |
| 24 | rspe | ⊢ ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ) → ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ) | |
| 25 | 24 | ancoms | ⊢ ( ( 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ) → ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ) |
| 26 | abid | ⊢ ( 𝑓 ∈ { 𝑓 ∣ ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } } ↔ ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ) | |
| 27 | 25 26 | sylibr | ⊢ ( ( 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ) → 𝑓 ∈ { 𝑓 ∣ ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } } ) |
| 28 | 27 | adantll | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ) → 𝑓 ∈ { 𝑓 ∣ ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } } ) |
| 29 | 28 | 3adant2 | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ) → 𝑓 ∈ { 𝑓 ∣ ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } } ) |
| 30 | 4 | adantr | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) → 𝐶 ∈ 𝑍 ) |
| 31 | 3 30 | mapsnd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) → ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) = { 𝑓 ∣ ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } } ) |
| 32 | 31 | eqcomd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) → { 𝑓 ∣ ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } } = ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) |
| 33 | 32 | 3adant3 | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ) → { 𝑓 ∣ ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } } = ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) |
| 34 | 33 | 3adant1r | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ) → { 𝑓 ∣ ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } } = ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) |
| 35 | 29 34 | eleqtrd | ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ) → 𝑓 ∈ ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) |
| 36 | 35 | 3exp | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ) → ( 𝑥 ∈ 𝐴 → ( 𝑦 ∈ 𝐵 → 𝑓 ∈ ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) ) ) |
| 37 | 36 | 3adant2 | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∧ 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ) → ( 𝑥 ∈ 𝐴 → ( 𝑦 ∈ 𝐵 → 𝑓 ∈ ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) ) ) |
| 38 | 23 37 | reximdai | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∧ 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ) → ( ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ 𝐵 → ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑓 ∈ ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) ) |
| 39 | 18 38 | mpd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∧ 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } ) → ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑓 ∈ ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) |
| 40 | 39 | 3exp | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 → ( 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } → ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑓 ∈ ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) ) ) |
| 41 | 40 | rexlimdv | ⊢ ( 𝜑 → ( ∃ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } → ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑓 ∈ ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) ) |
| 42 | 41 | adantr | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑓 ∈ ( ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) → ( ∃ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 𝑓 = { 〈 𝐶 , 𝑦 〉 } → ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑓 ∈ ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) ) |
| 43 | 15 42 | mpd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑓 ∈ ( ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) → ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑓 ∈ ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) |
| 44 | eliun | ⊢ ( 𝑓 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ↔ ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑓 ∈ ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) | |
| 45 | 43 44 | sylibr | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑓 ∈ ( ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) → 𝑓 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) |
| 46 | 5 45 | eqelssd | ⊢ ( 𝜑 → ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) = ( ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↑m { 𝐶 } ) ) |