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Theorem ackbij1lem9

Description: Lemma for ackbij1 . (Contributed by Stefan O'Rear, 19-Nov-2014)

Ref Expression
Hypothesis ackbij.f ⊢ F = x ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ y ∈ x y × 𝒫 y
Assertion ackbij1lem9 ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → F ⁡ A ∪ B = F ⁡ A + 𝑜 F ⁡ B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ackbij.f ⊢ F = x ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ y ∈ x y × 𝒫 y
2 elinel2 ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin → A ∈ Fin
3 2 3ad2ant1 ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → A ∈ Fin
4 snfi ⊢ y ∈ Fin
5 elinel1 ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin → A ∈ 𝒫 ω
6 5 elpwid ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin → A ⊆ ω
7 6 3ad2ant1 ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → A ⊆ ω
8 onfin2 ⊢ ω = On ∩ Fin
9 inss2 ⊢ On ∩ Fin ⊆ Fin
10 8 9 eqsstri ⊢ ω ⊆ Fin
11 7 10 sstrdi ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → A ⊆ Fin
12 11 sselda ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ ∧ y ∈ A → y ∈ Fin
13 pwfi ⊢ y ∈ Fin ↔ 𝒫 y ∈ Fin
14 12 13 sylib ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ ∧ y ∈ A → 𝒫 y ∈ Fin
15 xpfi ⊢ y ∈ Fin ∧ 𝒫 y ∈ Fin → y × 𝒫 y ∈ Fin
16 4 14 15 sylancr ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ ∧ y ∈ A → y × 𝒫 y ∈ Fin
17 16 ralrimiva ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → ∀ y ∈ A y × 𝒫 y ∈ Fin
18 iunfi ⊢ A ∈ Fin ∧ ∀ y ∈ A y × 𝒫 y ∈ Fin → ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ∈ Fin
19 3 17 18 syl2anc ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ∈ Fin
20 ficardid ⊢ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ∈ Fin → card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ≈ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y
21 19 20 syl ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ≈ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y
22 elinel2 ⊢ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin → B ∈ Fin
23 22 3ad2ant2 ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → B ∈ Fin
24 elinel1 ⊢ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin → B ∈ 𝒫 ω
25 24 elpwid ⊢ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin → B ⊆ ω
26 25 3ad2ant2 ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → B ⊆ ω
27 26 10 sstrdi ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → B ⊆ Fin
28 27 sselda ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ ∧ y ∈ B → y ∈ Fin
29 28 13 sylib ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ ∧ y ∈ B → 𝒫 y ∈ Fin
30 4 29 15 sylancr ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ ∧ y ∈ B → y × 𝒫 y ∈ Fin
31 30 ralrimiva ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → ∀ y ∈ B y × 𝒫 y ∈ Fin
32 iunfi ⊢ B ∈ Fin ∧ ∀ y ∈ B y × 𝒫 y ∈ Fin → ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ∈ Fin
33 23 31 32 syl2anc ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ∈ Fin
34 ficardid ⊢ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ∈ Fin → card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ≈ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y
35 33 34 syl ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ≈ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y
36 djuen ⊢ card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ≈ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ∧ card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ≈ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y → card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ⊔︀ card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ≈ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ⊔︀ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y
37 21 35 36 syl2anc ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ⊔︀ card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ≈ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ⊔︀ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y
38 djudisj ⊢ A ∩ B = ∅ → ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ∩ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y = ∅
39 38 3ad2ant3 ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ∩ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y = ∅
40 endjudisj ⊢ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ∈ Fin ∧ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ∈ Fin ∧ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ∩ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y = ∅ → ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ⊔︀ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ≈ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ∪ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y
41 19 33 39 40 syl3anc ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ⊔︀ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ≈ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ∪ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y
42 iunxun ⊢ ⋃ y ∈ A ∪ B y × 𝒫 y = ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ∪ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y
43 41 42 breqtrrdi ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ⊔︀ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ≈ ⋃ y ∈ A ∪ B y × 𝒫 y
44 entr ⊢ card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ⊔︀ card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ≈ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ⊔︀ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ∧ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ⊔︀ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ≈ ⋃ y ∈ A ∪ B y × 𝒫 y → card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ⊔︀ card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ≈ ⋃ y ∈ A ∪ B y × 𝒫 y
45 37 43 44 syl2anc ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ⊔︀ card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ≈ ⋃ y ∈ A ∪ B y × 𝒫 y
46 carden2b ⊢ card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ⊔︀ card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ≈ ⋃ y ∈ A ∪ B y × 𝒫 y → card ⁡ card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ⊔︀ card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y = card ⁡ ⋃ y ∈ A ∪ B y × 𝒫 y
47 45 46 syl ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → card ⁡ card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ⊔︀ card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y = card ⁡ ⋃ y ∈ A ∪ B y × 𝒫 y
48 ficardom ⊢ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ∈ Fin → card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ∈ ω
49 19 48 syl ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ∈ ω
50 ficardom ⊢ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ∈ Fin → card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ∈ ω
51 33 50 syl ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ∈ ω
52 nnadju ⊢ card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ∈ ω ∧ card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y ∈ ω → card ⁡ card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ⊔︀ card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y = card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y + 𝑜 card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y
53 49 51 52 syl2anc ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → card ⁡ card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y ⊔︀ card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y = card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y + 𝑜 card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y
54 47 53 eqtr3d ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → card ⁡ ⋃ y ∈ A ∪ B y × 𝒫 y = card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y + 𝑜 card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y
55 ackbij1lem6 ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin → A ∪ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin
56 55 3adant3 ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → A ∪ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin
57 1 ackbij1lem7 ⊢ A ∪ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin → F ⁡ A ∪ B = card ⁡ ⋃ y ∈ A ∪ B y × 𝒫 y
58 56 57 syl ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → F ⁡ A ∪ B = card ⁡ ⋃ y ∈ A ∪ B y × 𝒫 y
59 1 ackbij1lem7 ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin → F ⁡ A = card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y
60 1 ackbij1lem7 ⊢ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin → F ⁡ B = card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y
61 59 60 oveqan12d ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin → F ⁡ A + 𝑜 F ⁡ B = card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y + 𝑜 card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y
62 61 3adant3 ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → F ⁡ A + 𝑜 F ⁡ B = card ⁡ ⋃ y ∈ A y × 𝒫 y + 𝑜 card ⁡ ⋃ y ∈ B y × 𝒫 y
63 54 58 62 3eqtr4d ⊢ A ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ B ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ A ∩ B = ∅ → F ⁡ A ∪ B = F ⁡ A + 𝑜 F ⁡ B