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Description: Justification theorem for an ordered pair definition that works for any classes, including proper classes. This is a possible definition implied by the footnote in Jech p. 78, which says, "The sophisticated reader will not object to our use of a pair of classes." (Contributed by NM, 28-Sep-2003)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Assertion | opthprc | ⊢ ( ( ( 𝐴 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) = ( ( 𝐶 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) ↔ ( 𝐴 = 𝐶 ∧ 𝐵 = 𝐷 ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | eleq2 | ⊢ ( ( ( 𝐴 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) = ( ( 𝐶 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) → ( 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( ( 𝐴 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) ↔ 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( ( 𝐶 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) ) ) | |
| 2 | 0ex | ⊢ ∅ ∈ V | |
| 3 | 2 | snid | ⊢ ∅ ∈ { ∅ } |
| 4 | opelxp | ⊢ ( 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( 𝐴 × { ∅ } ) ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ ∅ ∈ { ∅ } ) ) | |
| 5 | 3 4 | mpbiran2 | ⊢ ( 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( 𝐴 × { ∅ } ) ↔ 𝑥 ∈ 𝐴 ) |
| 6 | opelxp | ⊢ ( 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ ∅ ∈ { { ∅ } } ) ) | |
| 7 | 0nep0 | ⊢ ∅ ≠ { ∅ } | |
| 8 | 2 | elsn | ⊢ ( ∅ ∈ { { ∅ } } ↔ ∅ = { ∅ } ) |
| 9 | 7 8 | nemtbir | ⊢ ¬ ∅ ∈ { { ∅ } } |
| 10 | 9 | bianfi | ⊢ ( ∅ ∈ { { ∅ } } ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ ∅ ∈ { { ∅ } } ) ) |
| 11 | 6 10 | bitr4i | ⊢ ( 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ↔ ∅ ∈ { { ∅ } } ) |
| 12 | 5 11 | orbi12i | ⊢ ( ( 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( 𝐴 × { ∅ } ) ∨ 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∨ ∅ ∈ { { ∅ } } ) ) |
| 13 | elun | ⊢ ( 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( ( 𝐴 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) ↔ ( 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( 𝐴 × { ∅ } ) ∨ 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) ) | |
| 14 | 9 | biorfri | ⊢ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∨ ∅ ∈ { { ∅ } } ) ) |
| 15 | 12 13 14 | 3bitr4ri | ⊢ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ↔ 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( ( 𝐴 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) ) |
| 16 | opelxp | ⊢ ( 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( 𝐶 × { ∅ } ) ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐶 ∧ ∅ ∈ { ∅ } ) ) | |
| 17 | 3 16 | mpbiran2 | ⊢ ( 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( 𝐶 × { ∅ } ) ↔ 𝑥 ∈ 𝐶 ) |
| 18 | opelxp | ⊢ ( 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐷 ∧ ∅ ∈ { { ∅ } } ) ) | |
| 19 | 9 | bianfi | ⊢ ( ∅ ∈ { { ∅ } } ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐷 ∧ ∅ ∈ { { ∅ } } ) ) |
| 20 | 18 19 | bitr4i | ⊢ ( 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ↔ ∅ ∈ { { ∅ } } ) |
| 21 | 17 20 | orbi12i | ⊢ ( ( 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( 𝐶 × { ∅ } ) ∨ 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐶 ∨ ∅ ∈ { { ∅ } } ) ) |
| 22 | elun | ⊢ ( 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( ( 𝐶 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) ↔ ( 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( 𝐶 × { ∅ } ) ∨ 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) ) | |
| 23 | 9 | biorfri | ⊢ ( 𝑥 ∈ 𝐶 ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐶 ∨ ∅ ∈ { { ∅ } } ) ) |
| 24 | 21 22 23 | 3bitr4ri | ⊢ ( 𝑥 ∈ 𝐶 ↔ 〈 𝑥 , ∅ 〉 ∈ ( ( 𝐶 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) ) |
| 25 | 1 15 24 | 3bitr4g | ⊢ ( ( ( 𝐴 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) = ( ( 𝐶 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) → ( 𝑥 ∈ 𝐴 ↔ 𝑥 ∈ 𝐶 ) ) |
| 26 | 25 | eqrdv | ⊢ ( ( ( 𝐴 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) = ( ( 𝐶 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) → 𝐴 = 𝐶 ) |
| 27 | eleq2 | ⊢ ( ( ( 𝐴 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) = ( ( 𝐶 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) → ( 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( ( 𝐴 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) ↔ 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( ( 𝐶 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) ) ) | |
| 28 | opelxp | ⊢ ( 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( 𝐴 × { ∅ } ) ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ { ∅ } ∈ { ∅ } ) ) | |
| 29 | snex | ⊢ { ∅ } ∈ V | |
| 30 | 29 | elsn | ⊢ ( { ∅ } ∈ { ∅ } ↔ { ∅ } = ∅ ) |
| 31 | eqcom | ⊢ ( { ∅ } = ∅ ↔ ∅ = { ∅ } ) | |
| 32 | 30 31 | bitri | ⊢ ( { ∅ } ∈ { ∅ } ↔ ∅ = { ∅ } ) |
| 33 | 7 32 | nemtbir | ⊢ ¬ { ∅ } ∈ { ∅ } |
| 34 | 33 | bianfi | ⊢ ( { ∅ } ∈ { ∅ } ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ { ∅ } ∈ { ∅ } ) ) |
| 35 | 28 34 | bitr4i | ⊢ ( 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( 𝐴 × { ∅ } ) ↔ { ∅ } ∈ { ∅ } ) |
| 36 | 29 | snid | ⊢ { ∅ } ∈ { { ∅ } } |
| 37 | opelxp | ⊢ ( 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ { ∅ } ∈ { { ∅ } } ) ) | |
| 38 | 36 37 | mpbiran2 | ⊢ ( 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ↔ 𝑥 ∈ 𝐵 ) |
| 39 | 35 38 | orbi12i | ⊢ ( ( 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( 𝐴 × { ∅ } ) ∨ 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) ↔ ( { ∅ } ∈ { ∅ } ∨ 𝑥 ∈ 𝐵 ) ) |
| 40 | elun | ⊢ ( 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( ( 𝐴 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) ↔ ( 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( 𝐴 × { ∅ } ) ∨ 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) ) | |
| 41 | 33 | biorfi | ⊢ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ↔ ( { ∅ } ∈ { ∅ } ∨ 𝑥 ∈ 𝐵 ) ) |
| 42 | 39 40 41 | 3bitr4ri | ⊢ ( 𝑥 ∈ 𝐵 ↔ 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( ( 𝐴 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) ) |
| 43 | opelxp | ⊢ ( 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( 𝐶 × { ∅ } ) ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐶 ∧ { ∅ } ∈ { ∅ } ) ) | |
| 44 | 33 | bianfi | ⊢ ( { ∅ } ∈ { ∅ } ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐶 ∧ { ∅ } ∈ { ∅ } ) ) |
| 45 | 43 44 | bitr4i | ⊢ ( 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( 𝐶 × { ∅ } ) ↔ { ∅ } ∈ { ∅ } ) |
| 46 | opelxp | ⊢ ( 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐷 ∧ { ∅ } ∈ { { ∅ } } ) ) | |
| 47 | 36 46 | mpbiran2 | ⊢ ( 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ↔ 𝑥 ∈ 𝐷 ) |
| 48 | 45 47 | orbi12i | ⊢ ( ( 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( 𝐶 × { ∅ } ) ∨ 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) ↔ ( { ∅ } ∈ { ∅ } ∨ 𝑥 ∈ 𝐷 ) ) |
| 49 | elun | ⊢ ( 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( ( 𝐶 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) ↔ ( 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( 𝐶 × { ∅ } ) ∨ 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) ) | |
| 50 | 33 | biorfi | ⊢ ( 𝑥 ∈ 𝐷 ↔ ( { ∅ } ∈ { ∅ } ∨ 𝑥 ∈ 𝐷 ) ) |
| 51 | 48 49 50 | 3bitr4ri | ⊢ ( 𝑥 ∈ 𝐷 ↔ 〈 𝑥 , { ∅ } 〉 ∈ ( ( 𝐶 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) ) |
| 52 | 27 42 51 | 3bitr4g | ⊢ ( ( ( 𝐴 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) = ( ( 𝐶 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) → ( 𝑥 ∈ 𝐵 ↔ 𝑥 ∈ 𝐷 ) ) |
| 53 | 52 | eqrdv | ⊢ ( ( ( 𝐴 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) = ( ( 𝐶 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) → 𝐵 = 𝐷 ) |
| 54 | 26 53 | jca | ⊢ ( ( ( 𝐴 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) = ( ( 𝐶 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) → ( 𝐴 = 𝐶 ∧ 𝐵 = 𝐷 ) ) |
| 55 | xpeq1 | ⊢ ( 𝐴 = 𝐶 → ( 𝐴 × { ∅ } ) = ( 𝐶 × { ∅ } ) ) | |
| 56 | xpeq1 | ⊢ ( 𝐵 = 𝐷 → ( 𝐵 × { { ∅ } } ) = ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) | |
| 57 | uneq12 | ⊢ ( ( ( 𝐴 × { ∅ } ) = ( 𝐶 × { ∅ } ) ∧ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) = ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) → ( ( 𝐴 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) = ( ( 𝐶 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) ) | |
| 58 | 55 56 57 | syl2an | ⊢ ( ( 𝐴 = 𝐶 ∧ 𝐵 = 𝐷 ) → ( ( 𝐴 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) = ( ( 𝐶 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) ) |
| 59 | 54 58 | impbii | ⊢ ( ( ( 𝐴 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐵 × { { ∅ } } ) ) = ( ( 𝐶 × { ∅ } ) ∪ ( 𝐷 × { { ∅ } } ) ) ↔ ( 𝐴 = 𝐶 ∧ 𝐵 = 𝐷 ) ) |