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Theorem funun

Description: The union of functions with disjoint domains is a function. Theorem 4.6 of Monk1 p. 43. (Contributed by NM, 12-Aug-1994)

Ref Expression
Assertion funun ⊢ Fun ⁡ F ∧ Fun ⁡ G ∧ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → Fun ⁡ F ∪ G

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 funrel ⊢ Fun ⁡ F → Rel ⁡ F
2 funrel ⊢ Fun ⁡ G → Rel ⁡ G
3 1 2 anim12i ⊢ Fun ⁡ F ∧ Fun ⁡ G → Rel ⁡ F ∧ Rel ⁡ G
4 relun ⊢ Rel ⁡ F ∪ G ↔ Rel ⁡ F ∧ Rel ⁡ G
5 3 4 sylibr ⊢ Fun ⁡ F ∧ Fun ⁡ G → Rel ⁡ F ∪ G
6 5 adantr ⊢ Fun ⁡ F ∧ Fun ⁡ G ∧ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → Rel ⁡ F ∪ G
7 elun ⊢ x y ∈ F ∪ G ↔ x y ∈ F ∨ x y ∈ G
8 elun ⊢ x z ∈ F ∪ G ↔ x z ∈ F ∨ x z ∈ G
9 7 8 anbi12i ⊢ x y ∈ F ∪ G ∧ x z ∈ F ∪ G ↔ x y ∈ F ∨ x y ∈ G ∧ x z ∈ F ∨ x z ∈ G
10 anddi ⊢ x y ∈ F ∨ x y ∈ G ∧ x z ∈ F ∨ x z ∈ G ↔ x y ∈ F ∧ x z ∈ F ∨ x y ∈ F ∧ x z ∈ G ∨ x y ∈ G ∧ x z ∈ F ∨ x y ∈ G ∧ x z ∈ G
11 9 10 bitri ⊢ x y ∈ F ∪ G ∧ x z ∈ F ∪ G ↔ x y ∈ F ∧ x z ∈ F ∨ x y ∈ F ∧ x z ∈ G ∨ x y ∈ G ∧ x z ∈ F ∨ x y ∈ G ∧ x z ∈ G
12 disj1 ⊢ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ ↔ ∀ x x ∈ dom ⁡ F → ¬ x ∈ dom ⁡ G
13 12 biimpi ⊢ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → ∀ x x ∈ dom ⁡ F → ¬ x ∈ dom ⁡ G
14 13 19.21bi ⊢ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → x ∈ dom ⁡ F → ¬ x ∈ dom ⁡ G
15 imnan ⊢ x ∈ dom ⁡ F → ¬ x ∈ dom ⁡ G ↔ ¬ x ∈ dom ⁡ F ∧ x ∈ dom ⁡ G
16 14 15 sylib ⊢ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → ¬ x ∈ dom ⁡ F ∧ x ∈ dom ⁡ G
17 vex ⊢ x ∈ V
18 vex ⊢ y ∈ V
19 17 18 opeldm ⊢ x y ∈ F → x ∈ dom ⁡ F
20 vex ⊢ z ∈ V
21 17 20 opeldm ⊢ x z ∈ G → x ∈ dom ⁡ G
22 19 21 anim12i ⊢ x y ∈ F ∧ x z ∈ G → x ∈ dom ⁡ F ∧ x ∈ dom ⁡ G
23 16 22 nsyl ⊢ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → ¬ x y ∈ F ∧ x z ∈ G
24 orel2 ⊢ ¬ x y ∈ F ∧ x z ∈ G → x y ∈ F ∧ x z ∈ F ∨ x y ∈ F ∧ x z ∈ G → x y ∈ F ∧ x z ∈ F
25 23 24 syl ⊢ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → x y ∈ F ∧ x z ∈ F ∨ x y ∈ F ∧ x z ∈ G → x y ∈ F ∧ x z ∈ F
26 14 con2d ⊢ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → x ∈ dom ⁡ G → ¬ x ∈ dom ⁡ F
27 imnan ⊢ x ∈ dom ⁡ G → ¬ x ∈ dom ⁡ F ↔ ¬ x ∈ dom ⁡ G ∧ x ∈ dom ⁡ F
28 26 27 sylib ⊢ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → ¬ x ∈ dom ⁡ G ∧ x ∈ dom ⁡ F
29 17 18 opeldm ⊢ x y ∈ G → x ∈ dom ⁡ G
30 17 20 opeldm ⊢ x z ∈ F → x ∈ dom ⁡ F
31 29 30 anim12i ⊢ x y ∈ G ∧ x z ∈ F → x ∈ dom ⁡ G ∧ x ∈ dom ⁡ F
32 28 31 nsyl ⊢ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → ¬ x y ∈ G ∧ x z ∈ F
33 orel1 ⊢ ¬ x y ∈ G ∧ x z ∈ F → x y ∈ G ∧ x z ∈ F ∨ x y ∈ G ∧ x z ∈ G → x y ∈ G ∧ x z ∈ G
34 32 33 syl ⊢ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → x y ∈ G ∧ x z ∈ F ∨ x y ∈ G ∧ x z ∈ G → x y ∈ G ∧ x z ∈ G
35 25 34 orim12d ⊢ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → x y ∈ F ∧ x z ∈ F ∨ x y ∈ F ∧ x z ∈ G ∨ x y ∈ G ∧ x z ∈ F ∨ x y ∈ G ∧ x z ∈ G → x y ∈ F ∧ x z ∈ F ∨ x y ∈ G ∧ x z ∈ G
36 35 adantl ⊢ Fun ⁡ F ∧ Fun ⁡ G ∧ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → x y ∈ F ∧ x z ∈ F ∨ x y ∈ F ∧ x z ∈ G ∨ x y ∈ G ∧ x z ∈ F ∨ x y ∈ G ∧ x z ∈ G → x y ∈ F ∧ x z ∈ F ∨ x y ∈ G ∧ x z ∈ G
37 11 36 biimtrid ⊢ Fun ⁡ F ∧ Fun ⁡ G ∧ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → x y ∈ F ∪ G ∧ x z ∈ F ∪ G → x y ∈ F ∧ x z ∈ F ∨ x y ∈ G ∧ x z ∈ G
38 dffun4 ⊢ Fun ⁡ F ↔ Rel ⁡ F ∧ ∀ x ∀ y ∀ z x y ∈ F ∧ x z ∈ F → y = z
39 38 simprbi ⊢ Fun ⁡ F → ∀ x ∀ y ∀ z x y ∈ F ∧ x z ∈ F → y = z
40 39 19.21bi ⊢ Fun ⁡ F → ∀ y ∀ z x y ∈ F ∧ x z ∈ F → y = z
41 40 19.21bbi ⊢ Fun ⁡ F → x y ∈ F ∧ x z ∈ F → y = z
42 dffun4 ⊢ Fun ⁡ G ↔ Rel ⁡ G ∧ ∀ x ∀ y ∀ z x y ∈ G ∧ x z ∈ G → y = z
43 42 simprbi ⊢ Fun ⁡ G → ∀ x ∀ y ∀ z x y ∈ G ∧ x z ∈ G → y = z
44 43 19.21bi ⊢ Fun ⁡ G → ∀ y ∀ z x y ∈ G ∧ x z ∈ G → y = z
45 44 19.21bbi ⊢ Fun ⁡ G → x y ∈ G ∧ x z ∈ G → y = z
46 41 45 jaao ⊢ Fun ⁡ F ∧ Fun ⁡ G → x y ∈ F ∧ x z ∈ F ∨ x y ∈ G ∧ x z ∈ G → y = z
47 46 adantr ⊢ Fun ⁡ F ∧ Fun ⁡ G ∧ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → x y ∈ F ∧ x z ∈ F ∨ x y ∈ G ∧ x z ∈ G → y = z
48 37 47 syld ⊢ Fun ⁡ F ∧ Fun ⁡ G ∧ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → x y ∈ F ∪ G ∧ x z ∈ F ∪ G → y = z
49 48 alrimiv ⊢ Fun ⁡ F ∧ Fun ⁡ G ∧ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → ∀ z x y ∈ F ∪ G ∧ x z ∈ F ∪ G → y = z
50 49 alrimivv ⊢ Fun ⁡ F ∧ Fun ⁡ G ∧ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → ∀ x ∀ y ∀ z x y ∈ F ∪ G ∧ x z ∈ F ∪ G → y = z
51 dffun4 ⊢ Fun ⁡ F ∪ G ↔ Rel ⁡ F ∪ G ∧ ∀ x ∀ y ∀ z x y ∈ F ∪ G ∧ x z ∈ F ∪ G → y = z
52 6 50 51 sylanbrc ⊢ Fun ⁡ F ∧ Fun ⁡ G ∧ dom ⁡ F ∩ dom ⁡ G = ∅ → Fun ⁡ F ∪ G