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Description: Existence of an ordered pair abstraction if the second components are elements of a set. (Contributed by AV, 17-Sep-2023) (Revised by AV, 9-Aug-2024)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Hypotheses | opabex3rd.1 | ⊢ ( 𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉 ) | |
| opabex3rd.2 | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴 ) → { 𝑥 ∣ 𝜓 } ∈ V ) | ||
| Assertion | opabex3rd | ⊢ ( 𝜑 → { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝜓 ) } ∈ V ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | opabex3rd.1 | ⊢ ( 𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉 ) | |
| 2 | opabex3rd.2 | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴 ) → { 𝑥 ∣ 𝜓 } ∈ V ) | |
| 3 | 19.42v | ⊢ ( ∃ 𝑥 ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ 𝜓 ) ) ↔ ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ ∃ 𝑥 ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ 𝜓 ) ) ) | |
| 4 | an12 | ⊢ ( ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝜓 ) ) ↔ ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ 𝜓 ) ) ) | |
| 5 | 4 | exbii | ⊢ ( ∃ 𝑥 ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝜓 ) ) ↔ ∃ 𝑥 ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ 𝜓 ) ) ) |
| 6 | elxp | ⊢ ( 𝑧 ∈ ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ↔ ∃ 𝑤 ∃ 𝑣 ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ( 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ∧ 𝑣 ∈ { 𝑦 } ) ) ) | |
| 7 | ancom | ⊢ ( ( 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ∧ 𝑣 ∈ { 𝑦 } ) ↔ ( 𝑣 ∈ { 𝑦 } ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) | |
| 8 | 7 | anbi2i | ⊢ ( ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ( 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ∧ 𝑣 ∈ { 𝑦 } ) ) ↔ ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ( 𝑣 ∈ { 𝑦 } ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) ) |
| 9 | 8 | 2exbii | ⊢ ( ∃ 𝑤 ∃ 𝑣 ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ( 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ∧ 𝑣 ∈ { 𝑦 } ) ) ↔ ∃ 𝑤 ∃ 𝑣 ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ( 𝑣 ∈ { 𝑦 } ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) ) |
| 10 | 6 9 | bitri | ⊢ ( 𝑧 ∈ ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ↔ ∃ 𝑤 ∃ 𝑣 ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ( 𝑣 ∈ { 𝑦 } ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) ) |
| 11 | an12 | ⊢ ( ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ( 𝑣 ∈ { 𝑦 } ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) ↔ ( 𝑣 ∈ { 𝑦 } ∧ ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) ) | |
| 12 | velsn | ⊢ ( 𝑣 ∈ { 𝑦 } ↔ 𝑣 = 𝑦 ) | |
| 13 | 12 | anbi1i | ⊢ ( ( 𝑣 ∈ { 𝑦 } ∧ ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) ↔ ( 𝑣 = 𝑦 ∧ ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) ) |
| 14 | 11 13 | bitri | ⊢ ( ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ( 𝑣 ∈ { 𝑦 } ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) ↔ ( 𝑣 = 𝑦 ∧ ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) ) |
| 15 | 14 | exbii | ⊢ ( ∃ 𝑣 ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ( 𝑣 ∈ { 𝑦 } ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) ↔ ∃ 𝑣 ( 𝑣 = 𝑦 ∧ ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) ) |
| 16 | opeq2 | ⊢ ( 𝑣 = 𝑦 → 〈 𝑤 , 𝑣 〉 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) | |
| 17 | 16 | eqeq2d | ⊢ ( 𝑣 = 𝑦 → ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ↔ 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) ) |
| 18 | 17 | anbi1d | ⊢ ( 𝑣 = 𝑦 → ( ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ↔ ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) ) |
| 19 | 18 | equsexvw | ⊢ ( ∃ 𝑣 ( 𝑣 = 𝑦 ∧ ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) ↔ ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) |
| 20 | 15 19 | bitri | ⊢ ( ∃ 𝑣 ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ( 𝑣 ∈ { 𝑦 } ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) ↔ ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) |
| 21 | 20 | exbii | ⊢ ( ∃ 𝑤 ∃ 𝑣 ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑣 〉 ∧ ( 𝑣 ∈ { 𝑦 } ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) ↔ ∃ 𝑤 ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ) |
| 22 | nfv | ⊢ Ⅎ 𝑥 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 | |
| 23 | nfsab1 | ⊢ Ⅎ 𝑥 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } | |
| 24 | 22 23 | nfan | ⊢ Ⅎ 𝑥 ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) |
| 25 | nfv | ⊢ Ⅎ 𝑤 ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ 𝜓 ) | |
| 26 | opeq1 | ⊢ ( 𝑤 = 𝑥 → 〈 𝑤 , 𝑦 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) | |
| 27 | 26 | eqeq2d | ⊢ ( 𝑤 = 𝑥 → ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ↔ 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) |
| 28 | df-clab | ⊢ ( 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ↔ [ 𝑤 / 𝑥 ] 𝜓 ) | |
| 29 | sbequ12 | ⊢ ( 𝑥 = 𝑤 → ( 𝜓 ↔ [ 𝑤 / 𝑥 ] 𝜓 ) ) | |
| 30 | 29 | equcoms | ⊢ ( 𝑤 = 𝑥 → ( 𝜓 ↔ [ 𝑤 / 𝑥 ] 𝜓 ) ) |
| 31 | 28 30 | bitr4id | ⊢ ( 𝑤 = 𝑥 → ( 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ↔ 𝜓 ) ) |
| 32 | 27 31 | anbi12d | ⊢ ( 𝑤 = 𝑥 → ( ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ↔ ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ 𝜓 ) ) ) |
| 33 | 24 25 32 | cbvexv1 | ⊢ ( ∃ 𝑤 ( 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ∧ 𝑤 ∈ { 𝑥 ∣ 𝜓 } ) ↔ ∃ 𝑥 ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ 𝜓 ) ) |
| 34 | 10 21 33 | 3bitri | ⊢ ( 𝑧 ∈ ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ↔ ∃ 𝑥 ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ 𝜓 ) ) |
| 35 | 34 | anbi2i | ⊢ ( ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ) ↔ ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ ∃ 𝑥 ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ 𝜓 ) ) ) |
| 36 | 3 5 35 | 3bitr4ri | ⊢ ( ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ) ↔ ∃ 𝑥 ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝜓 ) ) ) |
| 37 | 36 | exbii | ⊢ ( ∃ 𝑦 ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ) ↔ ∃ 𝑦 ∃ 𝑥 ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝜓 ) ) ) |
| 38 | excom | ⊢ ( ∃ 𝑦 ∃ 𝑥 ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝜓 ) ) ↔ ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝜓 ) ) ) | |
| 39 | 37 38 | bitri | ⊢ ( ∃ 𝑦 ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ) ↔ ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝜓 ) ) ) |
| 40 | eliun | ⊢ ( 𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ 𝐴 ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ↔ ∃ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑧 ∈ ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ) | |
| 41 | df-rex | ⊢ ( ∃ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑧 ∈ ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ↔ ∃ 𝑦 ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ) ) | |
| 42 | 40 41 | bitri | ⊢ ( 𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ 𝐴 ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ↔ ∃ 𝑦 ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ) ) |
| 43 | elopab | ⊢ ( 𝑧 ∈ { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝜓 ) } ↔ ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝜓 ) ) ) | |
| 44 | 39 42 43 | 3bitr4i | ⊢ ( 𝑧 ∈ ∪ 𝑦 ∈ 𝐴 ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ↔ 𝑧 ∈ { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝜓 ) } ) |
| 45 | 44 | eqriv | ⊢ ∪ 𝑦 ∈ 𝐴 ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) = { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝜓 ) } |
| 46 | vsnex | ⊢ { 𝑦 } ∈ V | |
| 47 | xpexg | ⊢ ( ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } ∈ V ∧ { 𝑦 } ∈ V ) → ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ∈ V ) | |
| 48 | 2 46 47 | sylancl | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴 ) → ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ∈ V ) |
| 49 | 48 | ralrimiva | ⊢ ( 𝜑 → ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ∈ V ) |
| 50 | iunexg | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ∈ V ) → ∪ 𝑦 ∈ 𝐴 ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ∈ V ) | |
| 51 | 1 49 50 | syl2anc | ⊢ ( 𝜑 → ∪ 𝑦 ∈ 𝐴 ( { 𝑥 ∣ 𝜓 } × { 𝑦 } ) ∈ V ) |
| 52 | 45 51 | eqeltrrid | ⊢ ( 𝜑 → { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ 𝜓 ) } ∈ V ) |