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Theorem iundisj2

Description: A disjoint union is disjoint. (Contributed by Mario Carneiro, 4-Jul-2014) (Revised by Mario Carneiro, 11-Dec-2016)

Ref Expression
Hypothesis iundisj.1 ⊢ n = k → A = B
Assertion iundisj2 ⊢ Disj n ∈ ℕ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 iundisj.1 ⊢ n = k → A = B
2 tru ⊢ ⊤
3 eqeq12 ⊢ a = x ∧ b = y → a = b ↔ x = y
4 csbeq1 ⊢ a = x → ⦋ a / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B
5 csbeq1 ⊢ b = y → ⦋ b / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B
6 4 5 ineqan12d ⊢ a = x ∧ b = y → ⦋ a / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ b / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B
7 6 eqeq1d ⊢ a = x ∧ b = y → ⦋ a / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ b / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅ ↔ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
8 3 7 orbi12d ⊢ a = x ∧ b = y → a = b ∨ ⦋ a / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ b / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅ ↔ x = y ∨ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
9 eqeq12 ⊢ a = y ∧ b = x → a = b ↔ y = x
10 equcom ⊢ y = x ↔ x = y
11 9 10 bitrdi ⊢ a = y ∧ b = x → a = b ↔ x = y
12 csbeq1 ⊢ a = y → ⦋ a / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B
13 csbeq1 ⊢ b = x → ⦋ b / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B
14 12 13 ineqan12d ⊢ a = y ∧ b = x → ⦋ a / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ b / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B
15 incom ⊢ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B
16 14 15 eqtrdi ⊢ a = y ∧ b = x → ⦋ a / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ b / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B
17 16 eqeq1d ⊢ a = y ∧ b = x → ⦋ a / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ b / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅ ↔ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
18 11 17 orbi12d ⊢ a = y ∧ b = x → a = b ∨ ⦋ a / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ b / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅ ↔ x = y ∨ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
19 nnssre ⊢ ℕ ⊆ ℝ
20 19 a1i ⊢ ⊤ → ℕ ⊆ ℝ
21 biidd ⊢ ⊤ ∧ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ → x = y ∨ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅ ↔ x = y ∨ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
22 nesym ⊢ y ≠ x ↔ ¬ x = y
23 nnre ⊢ x ∈ ℕ → x ∈ ℝ
24 nnre ⊢ y ∈ ℕ → y ∈ ℝ
25 id ⊢ x ≤ y → x ≤ y
26 leltne ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x ≤ y → x < y ↔ y ≠ x
27 23 24 25 26 syl3an ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ x ≤ y → x < y ↔ y ≠ x
28 vex ⊢ x ∈ V
29 nfcsb1v ⊢ Ⅎ _ n ⦋ x / n⦌ A
30 nfcv ⊢ Ⅎ _ n ⋃ k ∈ 1 ..^ x B
31 29 30 nfdif ⊢ Ⅎ _ n ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ x B
32 csbeq1a ⊢ n = x → A = ⦋ x / n⦌ A
33 oveq2 ⊢ n = x → 1 ..^ n = 1 ..^ x
34 33 iuneq1d ⊢ n = x → ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⋃ k ∈ 1 ..^ x B
35 32 34 difeq12d ⊢ n = x → A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ x B
36 28 31 35 csbief ⊢ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ x B
37 vex ⊢ y ∈ V
38 nfcsb1v ⊢ Ⅎ _ n ⦋ y / n⦌ A
39 nfcv ⊢ Ⅎ _ n ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
40 38 39 nfdif ⊢ Ⅎ _ n ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
41 csbeq1a ⊢ n = y → A = ⦋ y / n⦌ A
42 oveq2 ⊢ n = y → 1 ..^ n = 1 ..^ y
43 42 iuneq1d ⊢ n = y → ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
44 41 43 difeq12d ⊢ n = y → A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
45 37 40 44 csbief ⊢ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
46 36 45 ineq12i ⊢ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ x B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
47 simp1 ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ x < y → x ∈ ℕ
48 nnuz ⊢ ℕ = ℤ ≥ 1
49 47 48 eleqtrdi ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ x < y → x ∈ ℤ ≥ 1
50 simp2 ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ x < y → y ∈ ℕ
51 50 nnzd ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ x < y → y ∈ ℤ
52 simp3 ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ x < y → x < y
53 elfzo2 ⊢ x ∈ 1 ..^ y ↔ x ∈ ℤ ≥ 1 ∧ y ∈ ℤ ∧ x < y
54 49 51 52 53 syl3anbrc ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ x < y → x ∈ 1 ..^ y
55 nfcv ⊢ Ⅎ _ n k
56 nfcv ⊢ Ⅎ _ n B
57 55 56 1 csbhypf ⊢ x = k → ⦋ x / n⦌ A = B
58 57 equcoms ⊢ k = x → ⦋ x / n⦌ A = B
59 58 eqcomd ⊢ k = x → B = ⦋ x / n⦌ A
60 59 ssiun2s ⊢ x ∈ 1 ..^ y → ⦋ x / n⦌ A ⊆ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
61 54 60 syl ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ x < y → ⦋ x / n⦌ A ⊆ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
62 61 ssdifssd ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ x < y → ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ x B ⊆ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
63 62 ssrind ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ x < y → ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ x B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B ⊆ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
64 46 63 eqsstrid ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ x < y → ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ⊆ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
65 disjdif ⊢ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B = ∅
66 sseq0 ⊢ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ⊆ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B ∧ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B = ∅ → ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
67 64 65 66 sylancl ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ x < y → ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
68 67 3expia ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ → x < y → ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
69 68 3adant3 ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ x ≤ y → x < y → ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
70 27 69 sylbird ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ x ≤ y → y ≠ x → ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
71 22 70 biimtrrid ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ x ≤ y → ¬ x = y → ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
72 71 orrd ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ x ≤ y → x = y ∨ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
73 72 adantl ⊢ ⊤ ∧ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ ∧ x ≤ y → x = y ∨ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
74 8 18 20 21 73 wlogle ⊢ ⊤ ∧ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ → x = y ∨ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
75 2 74 mpan ⊢ x ∈ ℕ ∧ y ∈ ℕ → x = y ∨ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
76 75 rgen2 ⊢ ∀ x ∈ ℕ ∀ y ∈ ℕ x = y ∨ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
77 disjors ⊢ Disj n ∈ ℕ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ↔ ∀ x ∈ ℕ ∀ y ∈ ℕ x = y ∨ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
78 76 77 mpbir ⊢ Disj n ∈ ℕ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B