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Theorem xpsnen

Description: A set is equinumerous to its Cartesian product with a singleton. Proposition 4.22(c) of Mendelson p. 254. (Contributed by NM, 4-Jan-2004) (Revised by Mario Carneiro, 15-Nov-2014)

Ref Expression
Hypotheses xpsnen.1 ⊢ A ∈ V
xpsnen.2 ⊢ B ∈ V
Assertion xpsnen ⊢ A × B ≈ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 xpsnen.1 ⊢ A ∈ V
2 xpsnen.2 ⊢ B ∈ V
3 snex ⊢ B ∈ V
4 1 3 xpex ⊢ A × B ∈ V
5 elxp ⊢ y ∈ A × B ↔ ∃ x ∃ z y = x z ∧ x ∈ A ∧ z ∈ B
6 inteq ⊢ y = x z → ⋂ y = ⋂ x z
7 6 inteqd ⊢ y = x z → ⋂ ⋂ y = ⋂ ⋂ x z
8 vex ⊢ x ∈ V
9 vex ⊢ z ∈ V
10 8 9 op1stb ⊢ ⋂ ⋂ x z = x
11 7 10 eqtrdi ⊢ y = x z → ⋂ ⋂ y = x
12 11 8 eqeltrdi ⊢ y = x z → ⋂ ⋂ y ∈ V
13 12 adantr ⊢ y = x z ∧ x ∈ A ∧ z ∈ B → ⋂ ⋂ y ∈ V
14 13 exlimivv ⊢ ∃ x ∃ z y = x z ∧ x ∈ A ∧ z ∈ B → ⋂ ⋂ y ∈ V
15 5 14 sylbi ⊢ y ∈ A × B → ⋂ ⋂ y ∈ V
16 opex ⊢ x B ∈ V
17 16 a1i ⊢ x ∈ A → x B ∈ V
18 eqvisset ⊢ x = ⋂ ⋂ y → ⋂ ⋂ y ∈ V
19 ancom ⊢ y = x z ∧ x ∈ A ∧ z ∈ B ↔ z ∈ B ∧ y = x z ∧ x ∈ A
20 anass ⊢ y = x z ∧ x ∈ A ∧ z ∈ B ↔ y = x z ∧ x ∈ A ∧ z ∈ B
21 velsn ⊢ z ∈ B ↔ z = B
22 21 anbi1i ⊢ z ∈ B ∧ y = x z ∧ x ∈ A ↔ z = B ∧ y = x z ∧ x ∈ A
23 19 20 22 3bitr3i ⊢ y = x z ∧ x ∈ A ∧ z ∈ B ↔ z = B ∧ y = x z ∧ x ∈ A
24 23 exbii ⊢ ∃ z y = x z ∧ x ∈ A ∧ z ∈ B ↔ ∃ z z = B ∧ y = x z ∧ x ∈ A
25 opeq2 ⊢ z = B → x z = x B
26 25 eqeq2d ⊢ z = B → y = x z ↔ y = x B
27 26 anbi1d ⊢ z = B → y = x z ∧ x ∈ A ↔ y = x B ∧ x ∈ A
28 2 27 ceqsexv ⊢ ∃ z z = B ∧ y = x z ∧ x ∈ A ↔ y = x B ∧ x ∈ A
29 inteq ⊢ y = x B → ⋂ y = ⋂ x B
30 29 inteqd ⊢ y = x B → ⋂ ⋂ y = ⋂ ⋂ x B
31 8 2 op1stb ⊢ ⋂ ⋂ x B = x
32 30 31 eqtr2di ⊢ y = x B → x = ⋂ ⋂ y
33 32 pm4.71ri ⊢ y = x B ↔ x = ⋂ ⋂ y ∧ y = x B
34 33 anbi1i ⊢ y = x B ∧ x ∈ A ↔ x = ⋂ ⋂ y ∧ y = x B ∧ x ∈ A
35 anass ⊢ x = ⋂ ⋂ y ∧ y = x B ∧ x ∈ A ↔ x = ⋂ ⋂ y ∧ y = x B ∧ x ∈ A
36 34 35 bitri ⊢ y = x B ∧ x ∈ A ↔ x = ⋂ ⋂ y ∧ y = x B ∧ x ∈ A
37 24 28 36 3bitri ⊢ ∃ z y = x z ∧ x ∈ A ∧ z ∈ B ↔ x = ⋂ ⋂ y ∧ y = x B ∧ x ∈ A
38 37 exbii ⊢ ∃ x ∃ z y = x z ∧ x ∈ A ∧ z ∈ B ↔ ∃ x x = ⋂ ⋂ y ∧ y = x B ∧ x ∈ A
39 5 38 bitri ⊢ y ∈ A × B ↔ ∃ x x = ⋂ ⋂ y ∧ y = x B ∧ x ∈ A
40 opeq1 ⊢ x = ⋂ ⋂ y → x B = ⋂ ⋂ y B
41 40 eqeq2d ⊢ x = ⋂ ⋂ y → y = x B ↔ y = ⋂ ⋂ y B
42 eleq1 ⊢ x = ⋂ ⋂ y → x ∈ A ↔ ⋂ ⋂ y ∈ A
43 41 42 anbi12d ⊢ x = ⋂ ⋂ y → y = x B ∧ x ∈ A ↔ y = ⋂ ⋂ y B ∧ ⋂ ⋂ y ∈ A
44 43 ceqsexgv ⊢ ⋂ ⋂ y ∈ V → ∃ x x = ⋂ ⋂ y ∧ y = x B ∧ x ∈ A ↔ y = ⋂ ⋂ y B ∧ ⋂ ⋂ y ∈ A
45 39 44 bitrid ⊢ ⋂ ⋂ y ∈ V → y ∈ A × B ↔ y = ⋂ ⋂ y B ∧ ⋂ ⋂ y ∈ A
46 18 45 syl ⊢ x = ⋂ ⋂ y → y ∈ A × B ↔ y = ⋂ ⋂ y B ∧ ⋂ ⋂ y ∈ A
47 46 pm5.32ri ⊢ y ∈ A × B ∧ x = ⋂ ⋂ y ↔ y = ⋂ ⋂ y B ∧ ⋂ ⋂ y ∈ A ∧ x = ⋂ ⋂ y
48 32 adantr ⊢ y = x B ∧ x ∈ A → x = ⋂ ⋂ y
49 48 pm4.71i ⊢ y = x B ∧ x ∈ A ↔ y = x B ∧ x ∈ A ∧ x = ⋂ ⋂ y
50 43 pm5.32ri ⊢ y = x B ∧ x ∈ A ∧ x = ⋂ ⋂ y ↔ y = ⋂ ⋂ y B ∧ ⋂ ⋂ y ∈ A ∧ x = ⋂ ⋂ y
51 49 50 bitr2i ⊢ y = ⋂ ⋂ y B ∧ ⋂ ⋂ y ∈ A ∧ x = ⋂ ⋂ y ↔ y = x B ∧ x ∈ A
52 ancom ⊢ y = x B ∧ x ∈ A ↔ x ∈ A ∧ y = x B
53 47 51 52 3bitri ⊢ y ∈ A × B ∧ x = ⋂ ⋂ y ↔ x ∈ A ∧ y = x B
54 4 1 15 17 53 en2i ⊢ A × B ≈ A