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Theorem djuunxp

Description: The union of a disjoint union and its inversion is the Cartesian product of an unordered pair and the union of the left and right classes of the disjoint unions. (Proposed by GL, 4-Jul-2022.) (Contributed by AV, 4-Jul-2022)

Ref Expression
Assertion djuunxp ⊢ A ⊔︀ B ∪ B ⊔︀ A = ∅ 1 𝑜 × A ∪ B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 djuss ⊢ A ⊔︀ B ⊆ ∅ 1 𝑜 × A ∪ B
2 djuss ⊢ B ⊔︀ A ⊆ ∅ 1 𝑜 × B ∪ A
3 uncom ⊢ A ∪ B = B ∪ A
4 3 xpeq2i ⊢ ∅ 1 𝑜 × A ∪ B = ∅ 1 𝑜 × B ∪ A
5 2 4 sseqtrri ⊢ B ⊔︀ A ⊆ ∅ 1 𝑜 × A ∪ B
6 1 5 unssi ⊢ A ⊔︀ B ∪ B ⊔︀ A ⊆ ∅ 1 𝑜 × A ∪ B
7 elxpi ⊢ x ∈ ∅ 1 𝑜 × A ∪ B → ∃ y ∃ z x = y z ∧ y ∈ ∅ 1 𝑜 ∧ z ∈ A ∪ B
8 vex ⊢ y ∈ V
9 8 elpr ⊢ y ∈ ∅ 1 𝑜 ↔ y = ∅ ∨ y = 1 𝑜
10 elun ⊢ z ∈ A ∪ B ↔ z ∈ A ∨ z ∈ B
11 velsn ⊢ y ∈ ∅ ↔ y = ∅
12 11 biimpri ⊢ y = ∅ → y ∈ ∅
13 12 anim1i ⊢ y = ∅ ∧ z ∈ A → y ∈ ∅ ∧ z ∈ A
14 13 ancoms ⊢ z ∈ A ∧ y = ∅ → y ∈ ∅ ∧ z ∈ A
15 opelxp ⊢ y z ∈ ∅ × A ↔ y ∈ ∅ ∧ z ∈ A
16 14 15 sylibr ⊢ z ∈ A ∧ y = ∅ → y z ∈ ∅ × A
17 16 orcd ⊢ z ∈ A ∧ y = ∅ → y z ∈ ∅ × A ∨ y z ∈ 1 𝑜 × B
18 elun ⊢ y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ↔ y z ∈ ∅ × A ∨ y z ∈ 1 𝑜 × B
19 17 18 sylibr ⊢ z ∈ A ∧ y = ∅ → y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B
20 19 orcd ⊢ z ∈ A ∧ y = ∅ → y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ∨ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
21 20 ex ⊢ z ∈ A → y = ∅ → y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ∨ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
22 12 anim1i ⊢ y = ∅ ∧ z ∈ B → y ∈ ∅ ∧ z ∈ B
23 22 ancoms ⊢ z ∈ B ∧ y = ∅ → y ∈ ∅ ∧ z ∈ B
24 opelxp ⊢ y z ∈ ∅ × B ↔ y ∈ ∅ ∧ z ∈ B
25 23 24 sylibr ⊢ z ∈ B ∧ y = ∅ → y z ∈ ∅ × B
26 25 orcd ⊢ z ∈ B ∧ y = ∅ → y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
27 26 olcd ⊢ z ∈ B ∧ y = ∅ → y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ∨ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
28 27 ex ⊢ z ∈ B → y = ∅ → y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ∨ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
29 21 28 jaoi ⊢ z ∈ A ∨ z ∈ B → y = ∅ → y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ∨ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
30 29 com12 ⊢ y = ∅ → z ∈ A ∨ z ∈ B → y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ∨ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
31 velsn ⊢ y ∈ 1 𝑜 ↔ y = 1 𝑜
32 31 biimpri ⊢ y = 1 𝑜 → y ∈ 1 𝑜
33 32 anim1i ⊢ y = 1 𝑜 ∧ z ∈ A → y ∈ 1 𝑜 ∧ z ∈ A
34 33 ancoms ⊢ z ∈ A ∧ y = 1 𝑜 → y ∈ 1 𝑜 ∧ z ∈ A
35 opelxp ⊢ y z ∈ 1 𝑜 × A ↔ y ∈ 1 𝑜 ∧ z ∈ A
36 34 35 sylibr ⊢ z ∈ A ∧ y = 1 𝑜 → y z ∈ 1 𝑜 × A
37 36 olcd ⊢ z ∈ A ∧ y = 1 𝑜 → y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
38 37 olcd ⊢ z ∈ A ∧ y = 1 𝑜 → y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ∨ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
39 38 ex ⊢ z ∈ A → y = 1 𝑜 → y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ∨ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
40 32 anim1i ⊢ y = 1 𝑜 ∧ z ∈ B → y ∈ 1 𝑜 ∧ z ∈ B
41 40 ancoms ⊢ z ∈ B ∧ y = 1 𝑜 → y ∈ 1 𝑜 ∧ z ∈ B
42 opelxp ⊢ y z ∈ 1 𝑜 × B ↔ y ∈ 1 𝑜 ∧ z ∈ B
43 41 42 sylibr ⊢ z ∈ B ∧ y = 1 𝑜 → y z ∈ 1 𝑜 × B
44 43 olcd ⊢ z ∈ B ∧ y = 1 𝑜 → y z ∈ ∅ × A ∨ y z ∈ 1 𝑜 × B
45 44 18 sylibr ⊢ z ∈ B ∧ y = 1 𝑜 → y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B
46 45 orcd ⊢ z ∈ B ∧ y = 1 𝑜 → y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ∨ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
47 46 ex ⊢ z ∈ B → y = 1 𝑜 → y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ∨ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
48 39 47 jaoi ⊢ z ∈ A ∨ z ∈ B → y = 1 𝑜 → y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ∨ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
49 48 com12 ⊢ y = 1 𝑜 → z ∈ A ∨ z ∈ B → y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ∨ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
50 30 49 jaoi ⊢ y = ∅ ∨ y = 1 𝑜 → z ∈ A ∨ z ∈ B → y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ∨ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
51 50 imp ⊢ y = ∅ ∨ y = 1 𝑜 ∧ z ∈ A ∨ z ∈ B → y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ∨ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
52 9 10 51 syl2anb ⊢ y ∈ ∅ 1 𝑜 ∧ z ∈ A ∪ B → y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ∨ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
53 elun ⊢ y z ∈ A ⊔︀ B ∪ B ⊔︀ A ↔ y z ∈ A ⊔︀ B ∨ y z ∈ B ⊔︀ A
54 df-dju ⊢ A ⊔︀ B = ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B
55 54 eleq2i ⊢ y z ∈ A ⊔︀ B ↔ y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B
56 df-dju ⊢ B ⊔︀ A = ∅ × B ∪ 1 𝑜 × A
57 56 eleq2i ⊢ y z ∈ B ⊔︀ A ↔ y z ∈ ∅ × B ∪ 1 𝑜 × A
58 elun ⊢ y z ∈ ∅ × B ∪ 1 𝑜 × A ↔ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
59 57 58 bitri ⊢ y z ∈ B ⊔︀ A ↔ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
60 55 59 orbi12i ⊢ y z ∈ A ⊔︀ B ∨ y z ∈ B ⊔︀ A ↔ y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ∨ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
61 53 60 bitri ⊢ y z ∈ A ⊔︀ B ∪ B ⊔︀ A ↔ y z ∈ ∅ × A ∪ 1 𝑜 × B ∨ y z ∈ ∅ × B ∨ y z ∈ 1 𝑜 × A
62 52 61 sylibr ⊢ y ∈ ∅ 1 𝑜 ∧ z ∈ A ∪ B → y z ∈ A ⊔︀ B ∪ B ⊔︀ A
63 62 adantl ⊢ x = y z ∧ y ∈ ∅ 1 𝑜 ∧ z ∈ A ∪ B → y z ∈ A ⊔︀ B ∪ B ⊔︀ A
64 eleq1 ⊢ x = y z → x ∈ A ⊔︀ B ∪ B ⊔︀ A ↔ y z ∈ A ⊔︀ B ∪ B ⊔︀ A
65 64 adantr ⊢ x = y z ∧ y ∈ ∅ 1 𝑜 ∧ z ∈ A ∪ B → x ∈ A ⊔︀ B ∪ B ⊔︀ A ↔ y z ∈ A ⊔︀ B ∪ B ⊔︀ A
66 63 65 mpbird ⊢ x = y z ∧ y ∈ ∅ 1 𝑜 ∧ z ∈ A ∪ B → x ∈ A ⊔︀ B ∪ B ⊔︀ A
67 66 exlimivv ⊢ ∃ y ∃ z x = y z ∧ y ∈ ∅ 1 𝑜 ∧ z ∈ A ∪ B → x ∈ A ⊔︀ B ∪ B ⊔︀ A
68 7 67 syl ⊢ x ∈ ∅ 1 𝑜 × A ∪ B → x ∈ A ⊔︀ B ∪ B ⊔︀ A
69 68 ssriv ⊢ ∅ 1 𝑜 × A ∪ B ⊆ A ⊔︀ B ∪ B ⊔︀ A
70 6 69 eqssi ⊢ A ⊔︀ B ∪ B ⊔︀ A = ∅ 1 𝑜 × A ∪ B