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Theorem iundjiun

Description: Given a sequence E of sets, a sequence F of disjoint sets is built, such that the indexed union stays the same. As in the proof of Property 112C (d) of Fremlin1 p. 16. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020)

Ref Expression
Hypotheses iundjiun.nph nφ
iundjiun.z Z=N
iundjiun.e φE:ZV
iundjiun.f F=nZEniN..^nEi
Assertion iundjiun φmZn=NmFn=n=NmEnnZFn=nZEnDisjnZFn

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 iundjiun.nph nφ
2 iundjiun.z Z=N
3 iundjiun.e φE:ZV
4 iundjiun.f F=nZEniN..^nEi
5 eliun xn=NmFnnNmxFn
6 5 biimpi xn=NmFnnNmxFn
7 6 adantl φxn=NmFnnNmxFn
8 nfcv _nx
9 nfiu1 _nn=NmEn
10 8 9 nfel nxn=NmEn
11 simp2 φnNmxFnnNm
12 simpl φnNmφ
13 elfzuz nNmnN
14 2 eqcomi N=Z
15 13 14 eleqtrdi nNmnZ
16 15 adantl φnNmnZ
17 simpr φnZnZ
18 3 ffvelcdmda φnZEnV
19 18 difexd φnZEniN..^nEiV
20 4 fvmpt2 nZEniN..^nEiVFn=EniN..^nEi
21 17 19 20 syl2anc φnZFn=EniN..^nEi
22 difssd φnZEniN..^nEiEn
23 21 22 eqsstrd φnZFnEn
24 12 16 23 syl2anc φnNmFnEn
25 24 3adant3 φnNmxFnFnEn
26 simp3 φnNmxFnxFn
27 25 26 sseldd φnNmxFnxEn
28 rspe nNmxEnnNmxEn
29 11 27 28 syl2anc φnNmxFnnNmxEn
30 eliun xn=NmEnnNmxEn
31 29 30 sylibr φnNmxFnxn=NmEn
32 31 3exp φnNmxFnxn=NmEn
33 1 10 32 rexlimd φnNmxFnxn=NmEn
34 33 adantr φxn=NmFnnNmxFnxn=NmEn
35 7 34 mpd φxn=NmFnxn=NmEn
36 35 ralrimiva φxn=NmFnxn=NmEn
37 dfss3 n=NmFnn=NmEnxn=NmFnxn=NmEn
38 36 37 sylibr φn=NmFnn=NmEn
39 fzssuz NmN
40 39 a1i xn=NmEnNmN
41 30 biimpi xn=NmEnnNmxEn
42 nfv nxEi
43 fveq2 n=iEn=Ei
44 43 eleq2d n=ixEnxEi
45 42 44 uzwo4 NmNnNmxEnnNmxEniNmi<n¬xEi
46 40 41 45 syl2anc xn=NmEnnNmxEniNmi<n¬xEi
47 46 adantl φxn=NmEnnNmxEniNmi<n¬xEi
48 simprl φnNmxEniNmi<n¬xEixEn
49 nfv iφnNm
50 nfra1 iiNmi<n¬xEi
51 49 50 nfan iφnNmiNmi<n¬xEi
52 elfzoelz iN..^ni
53 52 zred iN..^ni
54 53 adantl nNmiN..^ni
55 elfzelz nNmn
56 55 zred nNmn
57 56 adantr nNmiN..^nn
58 1red nNmiN..^n1
59 57 58 resubcld nNmiN..^nn1
60 elfzolem1 iN..^nin1
61 60 adantl nNmiN..^nin1
62 57 ltm1d nNmiN..^nn1<n
63 54 59 57 61 62 lelttrd nNmiN..^ni<n
64 63 ad4ant24 φnNmiNmi<n¬xEiiN..^ni<n
65 simplr nNmiNmi<n¬xEiiN..^niNmi<n¬xEi
66 elfzel1 nNmN
67 66 adantr nNmiN..^nN
68 elfzel2 nNmm
69 68 adantr nNmiN..^nm
70 52 adantl nNmiN..^ni
71 elfzole1 iN..^nNi
72 71 adantl nNmiN..^nNi
73 69 zred nNmiN..^nm
74 1red nNm1
75 56 74 resubcld nNmn1
76 68 zred nNmm
77 56 ltm1d nNmn1<n
78 elfzle2 nNmnm
79 75 56 76 77 78 ltletrd nNmn1<m
80 79 adantr nNmiN..^nn1<m
81 54 59 73 61 80 lelttrd nNmiN..^ni<m
82 54 73 81 ltled nNmiN..^nim
83 67 69 70 72 82 elfzd nNmiN..^niNm
84 83 adantlr nNmiNmi<n¬xEiiN..^niNm
85 rspa iNmi<n¬xEiiNmi<n¬xEi
86 65 84 85 syl2anc nNmiNmi<n¬xEiiN..^ni<n¬xEi
87 86 adantlll φnNmiNmi<n¬xEiiN..^ni<n¬xEi
88 64 87 mpd φnNmiNmi<n¬xEiiN..^n¬xEi
89 88 ex φnNmiNmi<n¬xEiiN..^n¬xEi
90 51 89 ralrimi φnNmiNmi<n¬xEiiN..^n¬xEi
91 ralnex iN..^n¬xEi¬iN..^nxEi
92 90 91 sylib φnNmiNmi<n¬xEi¬iN..^nxEi
93 eliun xiN..^nEiiN..^nxEi
94 92 93 sylnibr φnNmiNmi<n¬xEi¬xiN..^nEi
95 94 adantrl φnNmxEniNmi<n¬xEi¬xiN..^nEi
96 48 95 eldifd φnNmxEniNmi<n¬xEixEniN..^nEi
97 16 21 syldan φnNmFn=EniN..^nEi
98 97 eqcomd φnNmEniN..^nEi=Fn
99 98 adantr φnNmxEniNmi<n¬xEiEniN..^nEi=Fn
100 96 99 eleqtrd φnNmxEniNmi<n¬xEixFn
101 100 ex φnNmxEniNmi<n¬xEixFn
102 101 ex φnNmxEniNmi<n¬xEixFn
103 1 102 reximdai φnNmxEniNmi<n¬xEinNmxFn
104 103 adantr φxn=NmEnnNmxEniNmi<n¬xEinNmxFn
105 47 104 mpd φxn=NmEnnNmxFn
106 105 5 sylibr φxn=NmEnxn=NmFn
107 38 106 eqelssd φn=NmFn=n=NmEn
108 107 ralrimivw φmZn=NmFn=n=NmEn
109 2 iuneqfzuz mZn=NmFn=n=NmEnnZFn=nZEn
110 108 109 syl φnZFn=nZEn
111 fveq2 n=mEn=Em
112 oveq2 n=mN..^n=N..^m
113 112 iuneq1d n=miN..^nEi=iN..^mEi
114 111 113 difeq12d n=mEniN..^nEi=EmiN..^mEi
115 114 cbvmptv nZEniN..^nEi=mZEmiN..^mEi
116 4 115 eqtri F=mZEmiN..^mEi
117 simpllr φnZkZn<knZ
118 simplr φnZkZn<kkZ
119 simpr φnZkZn<kn<k
120 2 116 117 118 119 iundjiunlem φnZkZn<kFnFk=
121 120 adantlr φnZkZ¬n=kn<kFnFk=
122 simpll φnZkZ¬n=k¬n<kφnZkZ
123 neqne ¬n=knk
124 id kZkZ
125 124 2 eleqtrdi kZkN
126 eluzelz kNk
127 125 126 syl kZk
128 127 zred kZk
129 128 adantl nZkZk
130 129 ad2antrr nZkZnk¬n<kk
131 id nZnZ
132 131 2 eleqtrdi nZnN
133 eluzelz nNn
134 132 133 syl nZn
135 134 zred nZn
136 135 ad3antrrr nZkZnk¬n<kn
137 simpr nZkZ¬n<k¬n<k
138 129 adantr nZkZ¬n<kk
139 135 ad2antrr nZkZ¬n<kn
140 138 139 lenltd nZkZ¬n<kkn¬n<k
141 137 140 mpbird nZkZ¬n<kkn
142 141 adantlr nZkZnk¬n<kkn
143 simplr nZkZnk¬n<knk
144 130 136 142 143 leneltd nZkZnk¬n<kk<n
145 123 144 sylanl2 nZkZ¬n=k¬n<kk<n
146 145 ad5ant2345 φnZkZ¬n=k¬n<kk<n
147 anass φnZkZφnZkZ
148 incom FnFk=FkFn
149 148 a1i φnZkZk<nFnFk=FkFn
150 simplrr φnZkZk<nkZ
151 simplrl φnZkZk<nnZ
152 simpr φnZkZk<nk<n
153 2 116 150 151 152 iundjiunlem φnZkZk<nFkFn=
154 149 153 eqtrd φnZkZk<nFnFk=
155 147 154 sylanb φnZkZk<nFnFk=
156 122 146 155 syl2anc φnZkZ¬n=k¬n<kFnFk=
157 121 156 pm2.61dan φnZkZ¬n=kFnFk=
158 157 ex φnZkZ¬n=kFnFk=
159 df-or n=kFnFk=¬n=kFnFk=
160 158 159 sylibr φnZkZn=kFnFk=
161 160 ralrimiva φnZkZn=kFnFk=
162 161 ex φnZkZn=kFnFk=
163 1 162 ralrimi φnZkZn=kFnFk=
164 nfcv _mFn
165 nfmpt1 _nnZEniN..^nEi
166 4 165 nfcxfr _nF
167 nfcv _nm
168 166 167 nffv _nFm
169 fveq2 n=mFn=Fm
170 164 168 169 cbvdisj DisjnZFnDisjmZFm
171 fveq2 m=kFm=Fk
172 171 disjor DisjmZFmmZkZm=kFmFk=
173 nfcv _nZ
174 nfv nm=k
175 nfcv _nk
176 166 175 nffv _nFk
177 168 176 nfin _nFmFk
178 nfcv _n
179 177 178 nfeq nFmFk=
180 174 179 nfor nm=kFmFk=
181 173 180 nfralw nkZm=kFmFk=
182 nfv mkZn=kFnFk=
183 equequ1 m=nm=kn=k
184 fveq2 m=nFm=Fn
185 184 ineq1d m=nFmFk=FnFk
186 185 eqeq1d m=nFmFk=FnFk=
187 183 186 orbi12d m=nm=kFmFk=n=kFnFk=
188 187 ralbidv m=nkZm=kFmFk=kZn=kFnFk=
189 181 182 188 cbvralw mZkZm=kFmFk=nZkZn=kFnFk=
190 170 172 189 3bitri DisjnZFnnZkZn=kFnFk=
191 163 190 sylibr φDisjnZFn
192 108 110 191 jca31 φmZn=NmFn=n=NmEnnZFn=nZEnDisjnZFn