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Description: Distributive law for Cartesian product over indexed union. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Apr-2014)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Assertion | xpiundi | ⊢ ( 𝐶 × ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ) = ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐶 × 𝐵 ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | rexcom | ⊢ ( ∃ 𝑤 ∈ 𝐶 ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ↔ ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 ∃ 𝑤 ∈ 𝐶 ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) | |
| 2 | eliun | ⊢ ( 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↔ ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ 𝐵 ) | |
| 3 | 2 | anbi1i | ⊢ ( ( 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∧ 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) ↔ ( ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) ) |
| 4 | 3 | exbii | ⊢ ( ∃ 𝑦 ( 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∧ 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) ↔ ∃ 𝑦 ( ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) ) |
| 5 | df-rex | ⊢ ( ∃ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ↔ ∃ 𝑦 ( 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ∧ 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) ) | |
| 6 | df-rex | ⊢ ( ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ↔ ∃ 𝑦 ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) ) | |
| 7 | 6 | rexbii | ⊢ ( ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ↔ ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 ∃ 𝑦 ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) ) |
| 8 | rexcom4 | ⊢ ( ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 ∃ 𝑦 ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) ↔ ∃ 𝑦 ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) ) | |
| 9 | r19.41v | ⊢ ( ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) ↔ ( ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) ) | |
| 10 | 9 | exbii | ⊢ ( ∃ 𝑦 ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) ↔ ∃ 𝑦 ( ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) ) |
| 11 | 7 8 10 | 3bitri | ⊢ ( ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ↔ ∃ 𝑦 ( ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) ) |
| 12 | 4 5 11 | 3bitr4i | ⊢ ( ∃ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ↔ ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) |
| 13 | 12 | rexbii | ⊢ ( ∃ 𝑤 ∈ 𝐶 ∃ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ↔ ∃ 𝑤 ∈ 𝐶 ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) |
| 14 | elxp2 | ⊢ ( 𝑧 ∈ ( 𝐶 × 𝐵 ) ↔ ∃ 𝑤 ∈ 𝐶 ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) | |
| 15 | 14 | rexbii | ⊢ ( ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑧 ∈ ( 𝐶 × 𝐵 ) ↔ ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 ∃ 𝑤 ∈ 𝐶 ∃ 𝑦 ∈ 𝐵 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) |
| 16 | 1 13 15 | 3bitr4i | ⊢ ( ∃ 𝑤 ∈ 𝐶 ∃ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ↔ ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑧 ∈ ( 𝐶 × 𝐵 ) ) |
| 17 | elxp2 | ⊢ ( 𝑧 ∈ ( 𝐶 × ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ) ↔ ∃ 𝑤 ∈ 𝐶 ∃ 𝑦 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 𝑧 = 〈 𝑤 , 𝑦 〉 ) | |
| 18 | eliun | ⊢ ( 𝑧 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐶 × 𝐵 ) ↔ ∃ 𝑥 ∈ 𝐴 𝑧 ∈ ( 𝐶 × 𝐵 ) ) | |
| 19 | 16 17 18 | 3bitr4i | ⊢ ( 𝑧 ∈ ( 𝐶 × ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ) ↔ 𝑧 ∈ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐶 × 𝐵 ) ) |
| 20 | 19 | eqriv | ⊢ ( 𝐶 × ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ) = ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 ( 𝐶 × 𝐵 ) |