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Theorem iundisj2fi

Description: A disjoint union is disjoint, finite version. Cf. iundisj2 . (Contributed by Thierry Arnoux, 16-Feb-2017)

Ref Expression
Hypotheses iundisj2fi.0 ⊢ Ⅎ _ n B
iundisj2fi.1 ⊢ n = k → A = B
Assertion iundisj2fi ⊢ Disj n ∈ 1 ..^ N A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 iundisj2fi.0 ⊢ Ⅎ _ n B
2 iundisj2fi.1 ⊢ n = k → A = B
3 tru ⊢ ⊤
4 eqeq12 ⊢ a = x ∧ b = y → a = b ↔ x = y
5 csbeq1 ⊢ a = x → ⦋ a / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B
6 csbeq1 ⊢ b = y → ⦋ b / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B
7 5 6 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
8 7 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 = ∅
9 4 8 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 = ∅
10 eqeq12 ⊢ a = y ∧ b = x → a = b ↔ y = x
11 equcom ⊢ y = x ↔ x = y
12 10 11 bitrdi ⊢ a = y ∧ b = x → a = b ↔ x = y
13 csbeq1 ⊢ a = y → ⦋ a / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B
14 csbeq1 ⊢ b = x → ⦋ b / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B
15 13 14 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
16 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
17 15 16 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
18 17 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 = ∅
19 12 18 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 = ∅
20 fzossnn ⊢ 1 ..^ N ⊆ ℕ
21 nnssre ⊢ ℕ ⊆ ℝ
22 20 21 sstri ⊢ 1 ..^ N ⊆ ℝ
23 22 a1i ⊢ ⊤ → 1 ..^ N ⊆ ℝ
24 biidd ⊢ ⊤ ∧ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ 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 = ∅
25 nesym ⊢ y ≠ x ↔ ¬ x = y
26 22 sseli ⊢ x ∈ 1 ..^ N → x ∈ ℝ
27 22 sseli ⊢ y ∈ 1 ..^ N → y ∈ ℝ
28 id ⊢ x ≤ y → x ≤ y
29 leltne ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x ≤ y → x < y ↔ y ≠ x
30 26 27 28 29 syl3an ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N ∧ x ≤ y → x < y ↔ y ≠ x
31 vex ⊢ x ∈ V
32 nfcsb1v ⊢ Ⅎ _ n ⦋ x / n⦌ A
33 nfcv ⊢ Ⅎ _ n 1 ..^ x
34 33 1 nfiun ⊢ Ⅎ _ n ⋃ k ∈ 1 ..^ x B
35 32 34 nfdif ⊢ Ⅎ _ n ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ x B
36 csbeq1a ⊢ n = x → A = ⦋ x / n⦌ A
37 oveq2 ⊢ n = x → 1 ..^ n = 1 ..^ x
38 37 iuneq1d ⊢ n = x → ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⋃ k ∈ 1 ..^ x B
39 36 38 difeq12d ⊢ n = x → A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ x B
40 31 35 39 csbief ⊢ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ x B
41 vex ⊢ y ∈ V
42 nfcsb1v ⊢ Ⅎ _ n ⦋ y / n⦌ A
43 nfcv ⊢ Ⅎ _ n 1 ..^ y
44 43 1 nfiun ⊢ Ⅎ _ n ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
45 42 44 nfdif ⊢ Ⅎ _ n ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
46 csbeq1a ⊢ n = y → A = ⦋ y / n⦌ A
47 oveq2 ⊢ n = y → 1 ..^ n = 1 ..^ y
48 47 iuneq1d ⊢ n = y → ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
49 46 48 difeq12d ⊢ n = y → A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
50 41 45 49 csbief ⊢ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
51 40 50 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
52 simp1 ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N ∧ x < y → x ∈ 1 ..^ N
53 20 52 sselid ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N ∧ x < y → x ∈ ℕ
54 nnuz ⊢ ℕ = ℤ ≥ 1
55 53 54 eleqtrdi ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N ∧ x < y → x ∈ ℤ ≥ 1
56 simp2 ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N ∧ x < y → y ∈ 1 ..^ N
57 20 56 sselid ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N ∧ x < y → y ∈ ℕ
58 57 nnzd ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N ∧ x < y → y ∈ ℤ
59 simp3 ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N ∧ x < y → x < y
60 elfzo2 ⊢ x ∈ 1 ..^ y ↔ x ∈ ℤ ≥ 1 ∧ y ∈ ℤ ∧ x < y
61 55 58 59 60 syl3anbrc ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N ∧ x < y → x ∈ 1 ..^ y
62 nfcv ⊢ Ⅎ _ n k
63 62 1 2 csbhypf ⊢ x = k → ⦋ x / n⦌ A = B
64 63 equcoms ⊢ k = x → ⦋ x / n⦌ A = B
65 64 eqcomd ⊢ k = x → B = ⦋ x / n⦌ A
66 65 ssiun2s ⊢ x ∈ 1 ..^ y → ⦋ x / n⦌ A ⊆ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
67 61 66 syl ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N ∧ x < y → ⦋ x / n⦌ A ⊆ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
68 67 ssdifssd ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N ∧ x < y → ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ x B ⊆ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B
69 68 ssrind ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ 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
70 51 69 eqsstrid ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ 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
71 disjdif ⊢ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ y B = ∅
72 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 = ∅
73 70 71 72 sylancl ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N ∧ x < y → ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
74 73 3expia ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N → x < y → ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
75 74 3adant3 ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N ∧ x ≤ y → x < y → ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
76 30 75 sylbird ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N ∧ x ≤ y → y ≠ x → ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
77 25 76 biimtrrid ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N ∧ x ≤ y → ¬ x = y → ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
78 77 orrd ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N ∧ x ≤ y → x = y ∨ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
79 78 adantl ⊢ ⊤ ∧ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N ∧ x ≤ y → x = y ∨ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
80 9 19 23 24 79 wlogle ⊢ ⊤ ∧ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N → x = y ∨ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
81 3 80 mpan ⊢ x ∈ 1 ..^ N ∧ y ∈ 1 ..^ N → x = y ∨ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
82 81 rgen2 ⊢ ∀ x ∈ 1 ..^ N ∀ y ∈ 1 ..^ N x = y ∨ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
83 disjors ⊢ Disj n ∈ 1 ..^ N A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ↔ ∀ x ∈ 1 ..^ N ∀ y ∈ 1 ..^ N x = y ∨ ⦋ x / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B ∩ ⦋ y / n⦌ A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B = ∅
84 82 83 mpbir ⊢ Disj n ∈ 1 ..^ N A ∖ ⋃ k ∈ 1 ..^ n B