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Theorem eliuniin

Description: Indexed union of indexed intersections. (Contributed by Glauco Siliprandi, 26-Jun-2021)

Ref Expression
Hypothesis eliuniin.1 ⊢ A = ⋃ x ∈ B ⋂ y ∈ C D
Assertion eliuniin ⊢ Z ∈ V → Z ∈ A ↔ ∃ x ∈ B ∀ y ∈ C Z ∈ D

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eliuniin.1 ⊢ A = ⋃ x ∈ B ⋂ y ∈ C D
2 1 eleq2i ⊢ Z ∈ A ↔ Z ∈ ⋃ x ∈ B ⋂ y ∈ C D
3 eliun ⊢ Z ∈ ⋃ x ∈ B ⋂ y ∈ C D ↔ ∃ x ∈ B Z ∈ ⋂ y ∈ C D
4 2 3 sylbb ⊢ Z ∈ A → ∃ x ∈ B Z ∈ ⋂ y ∈ C D
5 eliin ⊢ Z ∈ ⋂ y ∈ C D → Z ∈ ⋂ y ∈ C D ↔ ∀ y ∈ C Z ∈ D
6 5 ibi ⊢ Z ∈ ⋂ y ∈ C D → ∀ y ∈ C Z ∈ D
7 6 a1i ⊢ Z ∈ A → Z ∈ ⋂ y ∈ C D → ∀ y ∈ C Z ∈ D
8 7 reximdv ⊢ Z ∈ A → ∃ x ∈ B Z ∈ ⋂ y ∈ C D → ∃ x ∈ B ∀ y ∈ C Z ∈ D
9 4 8 mpd ⊢ Z ∈ A → ∃ x ∈ B ∀ y ∈ C Z ∈ D
10 simp2 ⊢ Z ∈ V ∧ x ∈ B ∧ ∀ y ∈ C Z ∈ D → x ∈ B
11 eliin ⊢ Z ∈ V → Z ∈ ⋂ y ∈ C D ↔ ∀ y ∈ C Z ∈ D
12 11 biimpar ⊢ Z ∈ V ∧ ∀ y ∈ C Z ∈ D → Z ∈ ⋂ y ∈ C D
13 rspe ⊢ x ∈ B ∧ Z ∈ ⋂ y ∈ C D → ∃ x ∈ B Z ∈ ⋂ y ∈ C D
14 10 12 13 3imp3i2an ⊢ Z ∈ V ∧ x ∈ B ∧ ∀ y ∈ C Z ∈ D → ∃ x ∈ B Z ∈ ⋂ y ∈ C D
15 14 3 sylibr ⊢ Z ∈ V ∧ x ∈ B ∧ ∀ y ∈ C Z ∈ D → Z ∈ ⋃ x ∈ B ⋂ y ∈ C D
16 15 2 sylibr ⊢ Z ∈ V ∧ x ∈ B ∧ ∀ y ∈ C Z ∈ D → Z ∈ A
17 16 rexlimdv3a ⊢ Z ∈ V → ∃ x ∈ B ∀ y ∈ C Z ∈ D → Z ∈ A
18 9 17 impbid2 ⊢ Z ∈ V → Z ∈ A ↔ ∃ x ∈ B ∀ y ∈ C Z ∈ D