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Theorem difxp

Description: Difference of Cartesian products, expressed in terms of a union of Cartesian products of differences. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009) (Revised by Mario Carneiro, 26-Jun-2014) (Proof shortened by Wolf Lammen, 16-May-2025)

Ref Expression
Assertion difxp ⊢ C × D ∖ A × B = C ∖ A × D ∪ C × D ∖ B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 difss ⊢ C × D ∖ A × B ⊆ C × D
2 relxp ⊢ Rel ⁡ C × D
3 relss ⊢ C × D ∖ A × B ⊆ C × D → Rel ⁡ C × D → Rel ⁡ C × D ∖ A × B
4 1 2 3 mp2 ⊢ Rel ⁡ C × D ∖ A × B
5 relxp ⊢ Rel ⁡ C ∖ A × D
6 relxp ⊢ Rel ⁡ C × D ∖ B
7 relun ⊢ Rel ⁡ C ∖ A × D ∪ C × D ∖ B ↔ Rel ⁡ C ∖ A × D ∧ Rel ⁡ C × D ∖ B
8 5 6 7 mpbir2an ⊢ Rel ⁡ C ∖ A × D ∪ C × D ∖ B
9 ianor ⊢ ¬ x ∈ A ∧ y ∈ B ↔ ¬ x ∈ A ∨ ¬ y ∈ B
10 9 anbi2i ⊢ x ∈ C ∧ y ∈ D ∧ ¬ x ∈ A ∧ y ∈ B ↔ x ∈ C ∧ y ∈ D ∧ ¬ x ∈ A ∨ ¬ y ∈ B
11 andi ⊢ x ∈ C ∧ y ∈ D ∧ ¬ x ∈ A ∨ ¬ y ∈ B ↔ x ∈ C ∧ y ∈ D ∧ ¬ x ∈ A ∨ x ∈ C ∧ y ∈ D ∧ ¬ y ∈ B
12 10 11 bitri ⊢ x ∈ C ∧ y ∈ D ∧ ¬ x ∈ A ∧ y ∈ B ↔ x ∈ C ∧ y ∈ D ∧ ¬ x ∈ A ∨ x ∈ C ∧ y ∈ D ∧ ¬ y ∈ B
13 opelxp ⊢ x y ∈ C × D ↔ x ∈ C ∧ y ∈ D
14 opelxp ⊢ x y ∈ A × B ↔ x ∈ A ∧ y ∈ B
15 14 notbii ⊢ ¬ x y ∈ A × B ↔ ¬ x ∈ A ∧ y ∈ B
16 13 15 anbi12i ⊢ x y ∈ C × D ∧ ¬ x y ∈ A × B ↔ x ∈ C ∧ y ∈ D ∧ ¬ x ∈ A ∧ y ∈ B
17 opelxp ⊢ x y ∈ C ∖ A × D ↔ x ∈ C ∖ A ∧ y ∈ D
18 eldif ⊢ x ∈ C ∖ A ↔ x ∈ C ∧ ¬ x ∈ A
19 18 anbi1i ⊢ x ∈ C ∖ A ∧ y ∈ D ↔ x ∈ C ∧ ¬ x ∈ A ∧ y ∈ D
20 an32 ⊢ x ∈ C ∧ ¬ x ∈ A ∧ y ∈ D ↔ x ∈ C ∧ y ∈ D ∧ ¬ x ∈ A
21 17 19 20 3bitri ⊢ x y ∈ C ∖ A × D ↔ x ∈ C ∧ y ∈ D ∧ ¬ x ∈ A
22 eldif ⊢ y ∈ D ∖ B ↔ y ∈ D ∧ ¬ y ∈ B
23 22 anbi2i ⊢ x ∈ C ∧ y ∈ D ∖ B ↔ x ∈ C ∧ y ∈ D ∧ ¬ y ∈ B
24 opelxp ⊢ x y ∈ C × D ∖ B ↔ x ∈ C ∧ y ∈ D ∖ B
25 anass ⊢ x ∈ C ∧ y ∈ D ∧ ¬ y ∈ B ↔ x ∈ C ∧ y ∈ D ∧ ¬ y ∈ B
26 23 24 25 3bitr4i ⊢ x y ∈ C × D ∖ B ↔ x ∈ C ∧ y ∈ D ∧ ¬ y ∈ B
27 21 26 orbi12i ⊢ x y ∈ C ∖ A × D ∨ x y ∈ C × D ∖ B ↔ x ∈ C ∧ y ∈ D ∧ ¬ x ∈ A ∨ x ∈ C ∧ y ∈ D ∧ ¬ y ∈ B
28 12 16 27 3bitr4i ⊢ x y ∈ C × D ∧ ¬ x y ∈ A × B ↔ x y ∈ C ∖ A × D ∨ x y ∈ C × D ∖ B
29 eldif ⊢ x y ∈ C × D ∖ A × B ↔ x y ∈ C × D ∧ ¬ x y ∈ A × B
30 elun ⊢ x y ∈ C ∖ A × D ∪ C × D ∖ B ↔ x y ∈ C ∖ A × D ∨ x y ∈ C × D ∖ B
31 28 29 30 3bitr4i ⊢ x y ∈ C × D ∖ A × B ↔ x y ∈ C ∖ A × D ∪ C × D ∖ B
32 4 8 31 eqrelriiv ⊢ C × D ∖ A × B = C ∖ A × D ∪ C × D ∖ B