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Theorem iunopeqop

Description: Implication of an ordered pair being equal to an indexed union of singletons of ordered pairs. (Contributed by AV, 20-Sep-2020) Remove antecedent. (Revised by Eric Schmidt, 9-May-2026) (Avoid depending on this detail.)

Ref Expression
Hypotheses iunopeqop.b ⊢ B ∈ V
iunopeqop.c ⊢ C ∈ V
iunopeqop.d ⊢ D ∈ V
Assertion iunopeqop ⊢ ⋃ x ∈ A x B = C D → ∃ z A = z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 iunopeqop.b ⊢ B ∈ V
2 iunopeqop.c ⊢ C ∈ V
3 iunopeqop.d ⊢ D ∈ V
4 2 3 opnzi ⊢ C D ≠ ∅
5 4 a1i ⊢ A = ∅ → C D ≠ ∅
6 iuneq1 ⊢ A = ∅ → ⋃ x ∈ A x B = ⋃ x ∈ ∅ x B
7 0iun ⊢ ⋃ x ∈ ∅ x B = ∅
8 6 7 eqtrdi ⊢ A = ∅ → ⋃ x ∈ A x B = ∅
9 5 8 neeqtrrd ⊢ A = ∅ → C D ≠ ⋃ x ∈ A x B
10 nesym ⊢ C D ≠ ⋃ x ∈ A x B ↔ ¬ ⋃ x ∈ A x B = C D
11 9 10 sylib ⊢ A = ∅ → ¬ ⋃ x ∈ A x B = C D
12 11 pm2.21d ⊢ A = ∅ → ⋃ x ∈ A x B = C D → ∃ z A = z
13 n0snor2el ⊢ A ≠ ∅ → ∃ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≠ y ∨ ∃ z A = z
14 nfiu1 ⊢ Ⅎ _ x ⋃ x ∈ A x B
15 14 nfeq1 ⊢ Ⅎ x ⋃ x ∈ A x B = C D
16 nfv ⊢ Ⅎ x ∃ z A = z
17 15 16 nfim ⊢ Ⅎ x ⋃ x ∈ A x B = C D → ∃ z A = z
18 ssiun2 ⊢ x ∈ A → x B ⊆ ⋃ x ∈ A x B
19 nfcv ⊢ Ⅎ _ x y
20 nfcsb1v ⊢ Ⅎ _ x ⦋ y / x⦌ B
21 19 20 nfop ⊢ Ⅎ _ x y ⦋ y / x⦌ B
22 21 nfsn ⊢ Ⅎ _ x y ⦋ y / x⦌ B
23 22 14 nfss ⊢ Ⅎ x y ⦋ y / x⦌ B ⊆ ⋃ x ∈ A x B
24 id ⊢ x = y → x = y
25 csbeq1a ⊢ x = y → B = ⦋ y / x⦌ B
26 24 25 opeq12d ⊢ x = y → x B = y ⦋ y / x⦌ B
27 26 sneqd ⊢ x = y → x B = y ⦋ y / x⦌ B
28 27 sseq1d ⊢ x = y → x B ⊆ ⋃ x ∈ A x B ↔ y ⦋ y / x⦌ B ⊆ ⋃ x ∈ A x B
29 19 23 28 18 vtoclgaf ⊢ y ∈ A → y ⦋ y / x⦌ B ⊆ ⋃ x ∈ A x B
30 18 29 anim12i ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ A → x B ⊆ ⋃ x ∈ A x B ∧ y ⦋ y / x⦌ B ⊆ ⋃ x ∈ A x B
31 unss ⊢ x B ⊆ ⋃ x ∈ A x B ∧ y ⦋ y / x⦌ B ⊆ ⋃ x ∈ A x B ↔ x B ∪ y ⦋ y / x⦌ B ⊆ ⋃ x ∈ A x B
32 sseq2 ⊢ ⋃ x ∈ A x B = C D → x B ∪ y ⦋ y / x⦌ B ⊆ ⋃ x ∈ A x B ↔ x B ∪ y ⦋ y / x⦌ B ⊆ C D
33 df-pr ⊢ x B y ⦋ y / x⦌ B = x B ∪ y ⦋ y / x⦌ B
34 33 eqcomi ⊢ x B ∪ y ⦋ y / x⦌ B = x B y ⦋ y / x⦌ B
35 34 sseq1i ⊢ x B ∪ y ⦋ y / x⦌ B ⊆ C D ↔ x B y ⦋ y / x⦌ B ⊆ C D
36 vex ⊢ x ∈ V
37 vex ⊢ y ∈ V
38 1 csbex ⊢ ⦋ y / x⦌ B ∈ V
39 36 1 37 38 2 3 propssopi ⊢ x B y ⦋ y / x⦌ B ⊆ C D → x = y
40 eqneqall ⊢ x = y → x ≠ y → x ∈ A ∧ y ∈ A → ∃ z A = z
41 39 40 syl ⊢ x B y ⦋ y / x⦌ B ⊆ C D → x ≠ y → x ∈ A ∧ y ∈ A → ∃ z A = z
42 35 41 sylbi ⊢ x B ∪ y ⦋ y / x⦌ B ⊆ C D → x ≠ y → x ∈ A ∧ y ∈ A → ∃ z A = z
43 32 42 biimtrdi ⊢ ⋃ x ∈ A x B = C D → x B ∪ y ⦋ y / x⦌ B ⊆ ⋃ x ∈ A x B → x ≠ y → x ∈ A ∧ y ∈ A → ∃ z A = z
44 43 com14 ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ A → x B ∪ y ⦋ y / x⦌ B ⊆ ⋃ x ∈ A x B → x ≠ y → ⋃ x ∈ A x B = C D → ∃ z A = z
45 31 44 biimtrid ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ A → x B ⊆ ⋃ x ∈ A x B ∧ y ⦋ y / x⦌ B ⊆ ⋃ x ∈ A x B → x ≠ y → ⋃ x ∈ A x B = C D → ∃ z A = z
46 30 45 mpd ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ A → x ≠ y → ⋃ x ∈ A x B = C D → ∃ z A = z
47 46 rexlimdva ⊢ x ∈ A → ∃ y ∈ A x ≠ y → ⋃ x ∈ A x B = C D → ∃ z A = z
48 17 47 rexlimi ⊢ ∃ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≠ y → ⋃ x ∈ A x B = C D → ∃ z A = z
49 ax-1 ⊢ ∃ z A = z → ⋃ x ∈ A x B = C D → ∃ z A = z
50 48 49 jaoi ⊢ ∃ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≠ y ∨ ∃ z A = z → ⋃ x ∈ A x B = C D → ∃ z A = z
51 13 50 syl ⊢ A ≠ ∅ → ⋃ x ∈ A x B = C D → ∃ z A = z
52 12 51 pm2.61ine ⊢ ⋃ x ∈ A x B = C D → ∃ z A = z