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Theorem unielss

Description: Two ways to say the union of a class is an element of a subclass. (Contributed by RP, 29-Jan-2025)

Ref Expression
Assertion unielss ⊢ A ⊆ B → ⋃ B ∈ A ↔ ∃ x ∈ A ∀ y ∈ B y ⊆ x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 uniel ⊢ ⋃ B ∈ A ↔ ∃ x ∈ A ∀ z z ∈ x ↔ ∃ y ∈ B z ∈ y
2 df-ss ⊢ y ⊆ x ↔ ∀ z z ∈ y → z ∈ x
3 2 ralbii ⊢ ∀ y ∈ B y ⊆ x ↔ ∀ y ∈ B ∀ z z ∈ y → z ∈ x
4 df-ral ⊢ ∀ y ∈ B ∀ z z ∈ y → z ∈ x ↔ ∀ y y ∈ B → ∀ z z ∈ y → z ∈ x
5 19.21v ⊢ ∀ z y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x ↔ y ∈ B → ∀ z z ∈ y → z ∈ x
6 5 albii ⊢ ∀ y ∀ z y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x ↔ ∀ y y ∈ B → ∀ z z ∈ y → z ∈ x
7 alcom ⊢ ∀ y ∀ z y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x ↔ ∀ z ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x
8 4 6 7 3bitr2i ⊢ ∀ y ∈ B ∀ z z ∈ y → z ∈ x ↔ ∀ z ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x
9 3 8 bitri ⊢ ∀ y ∈ B y ⊆ x ↔ ∀ z ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x
10 ssel2 ⊢ A ⊆ B ∧ x ∈ A → x ∈ B
11 pm2.27 ⊢ z ∈ x → z ∈ x → z ∈ x → z ∈ x
12 elequ2 ⊢ y = x → z ∈ y ↔ z ∈ x
13 12 imbi1d ⊢ y = x → z ∈ y → z ∈ x ↔ z ∈ x → z ∈ x
14 13 12 imbi12d ⊢ y = x → z ∈ y → z ∈ x → z ∈ y ↔ z ∈ x → z ∈ x → z ∈ x
15 14 rspcev ⊢ x ∈ B ∧ z ∈ x → z ∈ x → z ∈ x → ∃ y ∈ B z ∈ y → z ∈ x → z ∈ y
16 10 11 15 syl2an ⊢ A ⊆ B ∧ x ∈ A ∧ z ∈ x → ∃ y ∈ B z ∈ y → z ∈ x → z ∈ y
17 r19.35 ⊢ ∃ y ∈ B z ∈ y → z ∈ x → z ∈ y ↔ ∀ y ∈ B z ∈ y → z ∈ x → ∃ y ∈ B z ∈ y
18 df-ral ⊢ ∀ y ∈ B z ∈ y → z ∈ x ↔ ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x
19 18 imbi1i ⊢ ∀ y ∈ B z ∈ y → z ∈ x → ∃ y ∈ B z ∈ y ↔ ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x → ∃ y ∈ B z ∈ y
20 17 19 bitri ⊢ ∃ y ∈ B z ∈ y → z ∈ x → z ∈ y ↔ ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x → ∃ y ∈ B z ∈ y
21 16 20 sylib ⊢ A ⊆ B ∧ x ∈ A ∧ z ∈ x → ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x → ∃ y ∈ B z ∈ y
22 21 impancom ⊢ A ⊆ B ∧ x ∈ A ∧ ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x → z ∈ x → ∃ y ∈ B z ∈ y
23 nfv ⊢ Ⅎ y A ⊆ B ∧ x ∈ A
24 nfa1 ⊢ Ⅎ y ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x
25 23 24 nfan ⊢ Ⅎ y A ⊆ B ∧ x ∈ A ∧ ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x
26 nfv ⊢ Ⅎ y z ∈ x
27 sp ⊢ ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x → y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x
28 27 adantl ⊢ A ⊆ B ∧ x ∈ A ∧ ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x → y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x
29 25 26 28 rexlimd ⊢ A ⊆ B ∧ x ∈ A ∧ ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x → ∃ y ∈ B z ∈ y → z ∈ x
30 22 29 impbid ⊢ A ⊆ B ∧ x ∈ A ∧ ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x → z ∈ x ↔ ∃ y ∈ B z ∈ y
31 rspe ⊢ y ∈ B ∧ z ∈ y → ∃ y ∈ B z ∈ y
32 31 ex ⊢ y ∈ B → z ∈ y → ∃ y ∈ B z ∈ y
33 32 ax-gen ⊢ ∀ y y ∈ B → z ∈ y → ∃ y ∈ B z ∈ y
34 nfre1 ⊢ Ⅎ y ∃ y ∈ B z ∈ y
35 26 34 nfbi ⊢ Ⅎ y z ∈ x ↔ ∃ y ∈ B z ∈ y
36 imbi2 ⊢ z ∈ x ↔ ∃ y ∈ B z ∈ y → z ∈ y → z ∈ x ↔ z ∈ y → ∃ y ∈ B z ∈ y
37 36 imbi2d ⊢ z ∈ x ↔ ∃ y ∈ B z ∈ y → y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x ↔ y ∈ B → z ∈ y → ∃ y ∈ B z ∈ y
38 35 37 albid ⊢ z ∈ x ↔ ∃ y ∈ B z ∈ y → ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x ↔ ∀ y y ∈ B → z ∈ y → ∃ y ∈ B z ∈ y
39 38 adantl ⊢ A ⊆ B ∧ x ∈ A ∧ z ∈ x ↔ ∃ y ∈ B z ∈ y → ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x ↔ ∀ y y ∈ B → z ∈ y → ∃ y ∈ B z ∈ y
40 33 39 mpbiri ⊢ A ⊆ B ∧ x ∈ A ∧ z ∈ x ↔ ∃ y ∈ B z ∈ y → ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x
41 30 40 impbida ⊢ A ⊆ B ∧ x ∈ A → ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x ↔ z ∈ x ↔ ∃ y ∈ B z ∈ y
42 41 albidv ⊢ A ⊆ B ∧ x ∈ A → ∀ z ∀ y y ∈ B → z ∈ y → z ∈ x ↔ ∀ z z ∈ x ↔ ∃ y ∈ B z ∈ y
43 9 42 bitrid ⊢ A ⊆ B ∧ x ∈ A → ∀ y ∈ B y ⊆ x ↔ ∀ z z ∈ x ↔ ∃ y ∈ B z ∈ y
44 43 rexbidva ⊢ A ⊆ B → ∃ x ∈ A ∀ y ∈ B y ⊆ x ↔ ∃ x ∈ A ∀ z z ∈ x ↔ ∃ y ∈ B z ∈ y
45 1 44 bitr4id ⊢ A ⊆ B → ⋃ B ∈ A ↔ ∃ x ∈ A ∀ y ∈ B y ⊆ x