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Theorem xpord2lem

Description: Lemma for Cartesian product ordering. Calculate the value of the Cartesian product relation. (Contributed by Scott Fenton, 19-Aug-2024)

Ref Expression
Hypothesis xpord2.1 ⊢ T = x y | x ∈ A × B ∧ y ∈ A × B ∧ 1 st ⁡ x R 1 st ⁡ y ∨ 1 st ⁡ x = 1 st ⁡ y ∧ 2 nd ⁡ x S 2 nd ⁡ y ∨ 2 nd ⁡ x = 2 nd ⁡ y ∧ x ≠ y
Assertion xpord2lem ⊢ a b T c d ↔ a ∈ A ∧ b ∈ B ∧ c ∈ A ∧ d ∈ B ∧ a R c ∨ a = c ∧ b S d ∨ b = d ∧ a ≠ c ∨ b ≠ d

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 xpord2.1 ⊢ T = x y | x ∈ A × B ∧ y ∈ A × B ∧ 1 st ⁡ x R 1 st ⁡ y ∨ 1 st ⁡ x = 1 st ⁡ y ∧ 2 nd ⁡ x S 2 nd ⁡ y ∨ 2 nd ⁡ x = 2 nd ⁡ y ∧ x ≠ y
2 opex ⊢ a b ∈ V
3 opex ⊢ c d ∈ V
4 eleq1 ⊢ x = a b → x ∈ A × B ↔ a b ∈ A × B
5 opelxp ⊢ a b ∈ A × B ↔ a ∈ A ∧ b ∈ B
6 4 5 bitrdi ⊢ x = a b → x ∈ A × B ↔ a ∈ A ∧ b ∈ B
7 vex ⊢ a ∈ V
8 vex ⊢ b ∈ V
9 7 8 op1std ⊢ x = a b → 1 st ⁡ x = a
10 9 breq1d ⊢ x = a b → 1 st ⁡ x R 1 st ⁡ y ↔ a R 1 st ⁡ y
11 9 eqeq1d ⊢ x = a b → 1 st ⁡ x = 1 st ⁡ y ↔ a = 1 st ⁡ y
12 10 11 orbi12d ⊢ x = a b → 1 st ⁡ x R 1 st ⁡ y ∨ 1 st ⁡ x = 1 st ⁡ y ↔ a R 1 st ⁡ y ∨ a = 1 st ⁡ y
13 7 8 op2ndd ⊢ x = a b → 2 nd ⁡ x = b
14 13 breq1d ⊢ x = a b → 2 nd ⁡ x S 2 nd ⁡ y ↔ b S 2 nd ⁡ y
15 13 eqeq1d ⊢ x = a b → 2 nd ⁡ x = 2 nd ⁡ y ↔ b = 2 nd ⁡ y
16 14 15 orbi12d ⊢ x = a b → 2 nd ⁡ x S 2 nd ⁡ y ∨ 2 nd ⁡ x = 2 nd ⁡ y ↔ b S 2 nd ⁡ y ∨ b = 2 nd ⁡ y
17 neeq1 ⊢ x = a b → x ≠ y ↔ a b ≠ y
18 12 16 17 3anbi123d ⊢ x = a b → 1 st ⁡ x R 1 st ⁡ y ∨ 1 st ⁡ x = 1 st ⁡ y ∧ 2 nd ⁡ x S 2 nd ⁡ y ∨ 2 nd ⁡ x = 2 nd ⁡ y ∧ x ≠ y ↔ a R 1 st ⁡ y ∨ a = 1 st ⁡ y ∧ b S 2 nd ⁡ y ∨ b = 2 nd ⁡ y ∧ a b ≠ y
19 6 18 3anbi13d ⊢ x = a b → x ∈ A × B ∧ y ∈ A × B ∧ 1 st ⁡ x R 1 st ⁡ y ∨ 1 st ⁡ x = 1 st ⁡ y ∧ 2 nd ⁡ x S 2 nd ⁡ y ∨ 2 nd ⁡ x = 2 nd ⁡ y ∧ x ≠ y ↔ a ∈ A ∧ b ∈ B ∧ y ∈ A × B ∧ a R 1 st ⁡ y ∨ a = 1 st ⁡ y ∧ b S 2 nd ⁡ y ∨ b = 2 nd ⁡ y ∧ a b ≠ y
20 eleq1 ⊢ y = c d → y ∈ A × B ↔ c d ∈ A × B
21 opelxp ⊢ c d ∈ A × B ↔ c ∈ A ∧ d ∈ B
22 20 21 bitrdi ⊢ y = c d → y ∈ A × B ↔ c ∈ A ∧ d ∈ B
23 vex ⊢ c ∈ V
24 vex ⊢ d ∈ V
25 23 24 op1std ⊢ y = c d → 1 st ⁡ y = c
26 25 breq2d ⊢ y = c d → a R 1 st ⁡ y ↔ a R c
27 25 eqeq2d ⊢ y = c d → a = 1 st ⁡ y ↔ a = c
28 26 27 orbi12d ⊢ y = c d → a R 1 st ⁡ y ∨ a = 1 st ⁡ y ↔ a R c ∨ a = c
29 23 24 op2ndd ⊢ y = c d → 2 nd ⁡ y = d
30 29 breq2d ⊢ y = c d → b S 2 nd ⁡ y ↔ b S d
31 29 eqeq2d ⊢ y = c d → b = 2 nd ⁡ y ↔ b = d
32 30 31 orbi12d ⊢ y = c d → b S 2 nd ⁡ y ∨ b = 2 nd ⁡ y ↔ b S d ∨ b = d
33 neeq2 ⊢ y = c d → a b ≠ y ↔ a b ≠ c d
34 7 8 opthne ⊢ a b ≠ c d ↔ a ≠ c ∨ b ≠ d
35 33 34 bitrdi ⊢ y = c d → a b ≠ y ↔ a ≠ c ∨ b ≠ d
36 28 32 35 3anbi123d ⊢ y = c d → a R 1 st ⁡ y ∨ a = 1 st ⁡ y ∧ b S 2 nd ⁡ y ∨ b = 2 nd ⁡ y ∧ a b ≠ y ↔ a R c ∨ a = c ∧ b S d ∨ b = d ∧ a ≠ c ∨ b ≠ d
37 22 36 3anbi23d ⊢ y = c d → a ∈ A ∧ b ∈ B ∧ y ∈ A × B ∧ a R 1 st ⁡ y ∨ a = 1 st ⁡ y ∧ b S 2 nd ⁡ y ∨ b = 2 nd ⁡ y ∧ a b ≠ y ↔ a ∈ A ∧ b ∈ B ∧ c ∈ A ∧ d ∈ B ∧ a R c ∨ a = c ∧ b S d ∨ b = d ∧ a ≠ c ∨ b ≠ d
38 2 3 19 37 1 brab ⊢ a b T c d ↔ a ∈ A ∧ b ∈ B ∧ c ∈ A ∧ d ∈ B ∧ a R c ∨ a = c ∧ b S d ∨ b = d ∧ a ≠ c ∨ b ≠ d