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Theorem eliunxp

Description: Membership in a union of Cartesian products. Analogue of elxp for nonconstant B ( x ) . (Contributed by Mario Carneiro, 29-Dec-2014)

Ref Expression
Assertion eliunxp ⊢ C ∈ ⋃ x ∈ A x × B ↔ ∃ x ∃ y C = x y ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 relxp ⊢ Rel ⁡ x × B
2 1 rgenw ⊢ ∀ x ∈ A Rel ⁡ x × B
3 reliun ⊢ Rel ⁡ ⋃ x ∈ A x × B ↔ ∀ x ∈ A Rel ⁡ x × B
4 2 3 mpbir ⊢ Rel ⁡ ⋃ x ∈ A x × B
5 elrel ⊢ Rel ⁡ ⋃ x ∈ A x × B ∧ C ∈ ⋃ x ∈ A x × B → ∃ x ∃ y C = x y
6 4 5 mpan ⊢ C ∈ ⋃ x ∈ A x × B → ∃ x ∃ y C = x y
7 6 pm4.71ri ⊢ C ∈ ⋃ x ∈ A x × B ↔ ∃ x ∃ y C = x y ∧ C ∈ ⋃ x ∈ A x × B
8 nfiu1 ⊢ Ⅎ _ x ⋃ x ∈ A x × B
9 8 nfel2 ⊢ Ⅎ x C ∈ ⋃ x ∈ A x × B
10 9 19.41 ⊢ ∃ x ∃ y C = x y ∧ C ∈ ⋃ x ∈ A x × B ↔ ∃ x ∃ y C = x y ∧ C ∈ ⋃ x ∈ A x × B
11 19.41v ⊢ ∃ y C = x y ∧ C ∈ ⋃ x ∈ A x × B ↔ ∃ y C = x y ∧ C ∈ ⋃ x ∈ A x × B
12 eleq1 ⊢ C = x y → C ∈ ⋃ x ∈ A x × B ↔ x y ∈ ⋃ x ∈ A x × B
13 opeliunxp ⊢ x y ∈ ⋃ x ∈ A x × B ↔ x ∈ A ∧ y ∈ B
14 12 13 bitrdi ⊢ C = x y → C ∈ ⋃ x ∈ A x × B ↔ x ∈ A ∧ y ∈ B
15 14 pm5.32i ⊢ C = x y ∧ C ∈ ⋃ x ∈ A x × B ↔ C = x y ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B
16 15 exbii ⊢ ∃ y C = x y ∧ C ∈ ⋃ x ∈ A x × B ↔ ∃ y C = x y ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B
17 11 16 bitr3i ⊢ ∃ y C = x y ∧ C ∈ ⋃ x ∈ A x × B ↔ ∃ y C = x y ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B
18 17 exbii ⊢ ∃ x ∃ y C = x y ∧ C ∈ ⋃ x ∈ A x × B ↔ ∃ x ∃ y C = x y ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B
19 7 10 18 3bitr2i ⊢ C ∈ ⋃ x ∈ A x × B ↔ ∃ x ∃ y C = x y ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B