This is an inofficial mirror of http://metamath.tirix.org for personal testing of a visualizer extension only.
Description: A set is equinumerous to its Cartesian product with a singleton. Proposition 4.22(c) of Mendelson p. 254. (Contributed by NM, 4-Jan-2004) (Revised by Mario Carneiro, 15-Nov-2014)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Hypotheses | xpsnen.1 | ⊢ 𝐴 ∈ V | |
| xpsnen.2 | ⊢ 𝐵 ∈ V | ||
| Assertion | xpsnen | ⊢ ( 𝐴 × { 𝐵 } ) ≈ 𝐴 |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | xpsnen.1 | ⊢ 𝐴 ∈ V | |
| 2 | xpsnen.2 | ⊢ 𝐵 ∈ V | |
| 3 | snex | ⊢ { 𝐵 } ∈ V | |
| 4 | 1 3 | xpex | ⊢ ( 𝐴 × { 𝐵 } ) ∈ V |
| 5 | elxp | ⊢ ( 𝑦 ∈ ( 𝐴 × { 𝐵 } ) ↔ ∃ 𝑥 ∃ 𝑧 ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ { 𝐵 } ) ) ) | |
| 6 | inteq | ⊢ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 → ∩ 𝑦 = ∩ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ) | |
| 7 | 6 | inteqd | ⊢ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 → ∩ ∩ 𝑦 = ∩ ∩ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ) |
| 8 | vex | ⊢ 𝑥 ∈ V | |
| 9 | vex | ⊢ 𝑧 ∈ V | |
| 10 | 8 9 | op1stb | ⊢ ∩ ∩ 〈 𝑥 , 𝑧 〉 = 𝑥 |
| 11 | 7 10 | eqtrdi | ⊢ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 → ∩ ∩ 𝑦 = 𝑥 ) |
| 12 | 11 8 | eqeltrdi | ⊢ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 → ∩ ∩ 𝑦 ∈ V ) |
| 13 | 12 | adantr | ⊢ ( ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ { 𝐵 } ) ) → ∩ ∩ 𝑦 ∈ V ) |
| 14 | 13 | exlimivv | ⊢ ( ∃ 𝑥 ∃ 𝑧 ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ { 𝐵 } ) ) → ∩ ∩ 𝑦 ∈ V ) |
| 15 | 5 14 | sylbi | ⊢ ( 𝑦 ∈ ( 𝐴 × { 𝐵 } ) → ∩ ∩ 𝑦 ∈ V ) |
| 16 | opex | ⊢ 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∈ V | |
| 17 | 16 | a1i | ⊢ ( 𝑥 ∈ 𝐴 → 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∈ V ) |
| 18 | eqvisset | ⊢ ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 → ∩ ∩ 𝑦 ∈ V ) | |
| 19 | ancom | ⊢ ( ( ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ∧ 𝑧 ∈ { 𝐵 } ) ↔ ( 𝑧 ∈ { 𝐵 } ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ) ) | |
| 20 | anass | ⊢ ( ( ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ∧ 𝑧 ∈ { 𝐵 } ) ↔ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ { 𝐵 } ) ) ) | |
| 21 | velsn | ⊢ ( 𝑧 ∈ { 𝐵 } ↔ 𝑧 = 𝐵 ) | |
| 22 | 21 | anbi1i | ⊢ ( ( 𝑧 ∈ { 𝐵 } ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ) ↔ ( 𝑧 = 𝐵 ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ) ) |
| 23 | 19 20 22 | 3bitr3i | ⊢ ( ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ { 𝐵 } ) ) ↔ ( 𝑧 = 𝐵 ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ) ) |
| 24 | 23 | exbii | ⊢ ( ∃ 𝑧 ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ { 𝐵 } ) ) ↔ ∃ 𝑧 ( 𝑧 = 𝐵 ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ) ) |
| 25 | opeq2 | ⊢ ( 𝑧 = 𝐵 → 〈 𝑥 , 𝑧 〉 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ) | |
| 26 | 25 | eqeq2d | ⊢ ( 𝑧 = 𝐵 → ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ↔ 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ) ) |
| 27 | 26 | anbi1d | ⊢ ( 𝑧 = 𝐵 → ( ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ↔ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ) ) |
| 28 | 2 27 | ceqsexv | ⊢ ( ∃ 𝑧 ( 𝑧 = 𝐵 ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ) ↔ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ) |
| 29 | inteq | ⊢ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 → ∩ 𝑦 = ∩ 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ) | |
| 30 | 29 | inteqd | ⊢ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 → ∩ ∩ 𝑦 = ∩ ∩ 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ) |
| 31 | 8 2 | op1stb | ⊢ ∩ ∩ 〈 𝑥 , 𝐵 〉 = 𝑥 |
| 32 | 30 31 | eqtr2di | ⊢ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 → 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ) |
| 33 | 32 | pm4.71ri | ⊢ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ↔ ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ∧ 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ) ) |
| 34 | 33 | anbi1i | ⊢ ( ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ↔ ( ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ∧ 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ) |
| 35 | anass | ⊢ ( ( ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ∧ 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ↔ ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ) ) | |
| 36 | 34 35 | bitri | ⊢ ( ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ↔ ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ) ) |
| 37 | 24 28 36 | 3bitri | ⊢ ( ∃ 𝑧 ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ { 𝐵 } ) ) ↔ ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ) ) |
| 38 | 37 | exbii | ⊢ ( ∃ 𝑥 ∃ 𝑧 ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ { 𝐵 } ) ) ↔ ∃ 𝑥 ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ) ) |
| 39 | 5 38 | bitri | ⊢ ( 𝑦 ∈ ( 𝐴 × { 𝐵 } ) ↔ ∃ 𝑥 ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ) ) |
| 40 | opeq1 | ⊢ ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 → 〈 𝑥 , 𝐵 〉 = 〈 ∩ ∩ 𝑦 , 𝐵 〉 ) | |
| 41 | 40 | eqeq2d | ⊢ ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 → ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ↔ 𝑦 = 〈 ∩ ∩ 𝑦 , 𝐵 〉 ) ) |
| 42 | eleq1 | ⊢ ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 → ( 𝑥 ∈ 𝐴 ↔ ∩ ∩ 𝑦 ∈ 𝐴 ) ) | |
| 43 | 41 42 | anbi12d | ⊢ ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 → ( ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ↔ ( 𝑦 = 〈 ∩ ∩ 𝑦 , 𝐵 〉 ∧ ∩ ∩ 𝑦 ∈ 𝐴 ) ) ) |
| 44 | 43 | ceqsexgv | ⊢ ( ∩ ∩ 𝑦 ∈ V → ( ∃ 𝑥 ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ) ↔ ( 𝑦 = 〈 ∩ ∩ 𝑦 , 𝐵 〉 ∧ ∩ ∩ 𝑦 ∈ 𝐴 ) ) ) |
| 45 | 39 44 | bitrid | ⊢ ( ∩ ∩ 𝑦 ∈ V → ( 𝑦 ∈ ( 𝐴 × { 𝐵 } ) ↔ ( 𝑦 = 〈 ∩ ∩ 𝑦 , 𝐵 〉 ∧ ∩ ∩ 𝑦 ∈ 𝐴 ) ) ) |
| 46 | 18 45 | syl | ⊢ ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 → ( 𝑦 ∈ ( 𝐴 × { 𝐵 } ) ↔ ( 𝑦 = 〈 ∩ ∩ 𝑦 , 𝐵 〉 ∧ ∩ ∩ 𝑦 ∈ 𝐴 ) ) ) |
| 47 | 46 | pm5.32ri | ⊢ ( ( 𝑦 ∈ ( 𝐴 × { 𝐵 } ) ∧ 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ) ↔ ( ( 𝑦 = 〈 ∩ ∩ 𝑦 , 𝐵 〉 ∧ ∩ ∩ 𝑦 ∈ 𝐴 ) ∧ 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ) ) |
| 48 | 32 | adantr | ⊢ ( ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) → 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ) |
| 49 | 48 | pm4.71i | ⊢ ( ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ↔ ( ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ∧ 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ) ) |
| 50 | 43 | pm5.32ri | ⊢ ( ( ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ∧ 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ) ↔ ( ( 𝑦 = 〈 ∩ ∩ 𝑦 , 𝐵 〉 ∧ ∩ ∩ 𝑦 ∈ 𝐴 ) ∧ 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ) ) |
| 51 | 49 50 | bitr2i | ⊢ ( ( ( 𝑦 = 〈 ∩ ∩ 𝑦 , 𝐵 〉 ∧ ∩ ∩ 𝑦 ∈ 𝐴 ) ∧ 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ) ↔ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ) |
| 52 | ancom | ⊢ ( ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴 ) ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ) ) | |
| 53 | 47 51 52 | 3bitri | ⊢ ( ( 𝑦 ∈ ( 𝐴 × { 𝐵 } ) ∧ 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ) ↔ ( 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝐵 〉 ) ) |
| 54 | 4 1 15 17 53 | en2i | ⊢ ( 𝐴 × { 𝐵 } ) ≈ 𝐴 |