Metamath Proof Explorer


Theorem prodeq1f

Description: Equality theorem for a product. (Contributed by Scott Fenton, 1-Dec-2017)

Ref Expression
Hypotheses prodeq1f.1 โŠข โ„ฒ ๐‘˜ ๐ด
prodeq1f.2 โŠข โ„ฒ ๐‘˜ ๐ต
Assertion prodeq1f ( ๐ด = ๐ต โ†’ โˆ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ = โˆ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ถ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 prodeq1f.1 โŠข โ„ฒ ๐‘˜ ๐ด
2 prodeq1f.2 โŠข โ„ฒ ๐‘˜ ๐ต
3 sseq1 โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( ๐ด โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โ†” ๐ต โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) ) )
4 1 2 nfeq โŠข โ„ฒ ๐‘˜ ๐ด = ๐ต
5 eleq2 โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด โ†” ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ) )
6 5 ifbid โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) = if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) )
7 6 adantr โŠข ( ( ๐ด = ๐ต โˆง ๐‘˜ โˆˆ โ„ค ) โ†’ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) = if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) )
8 4 7 mpteq2da โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) )
9 8 seqeq3d โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) ) = seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) ) )
10 9 breq1d โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ โ†” seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) )
11 10 anbi2d โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) โ†” ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) ) )
12 11 exbidv โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) โ†” โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) ) )
13 12 rexbidv โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) โ†” โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) ) )
14 8 seqeq3d โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ seq ๐‘š ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) ) = seq ๐‘š ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) ) )
15 14 breq1d โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( seq ๐‘š ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฅ โ†” seq ๐‘š ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฅ ) )
16 3 13 15 3anbi123d โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( ( ๐ด โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) โˆง seq ๐‘š ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฅ ) โ†” ( ๐ต โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) โˆง seq ๐‘š ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฅ ) ) )
17 16 rexbidv โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( โˆƒ ๐‘š โˆˆ โ„ค ( ๐ด โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) โˆง seq ๐‘š ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฅ ) โ†” โˆƒ ๐‘š โˆˆ โ„ค ( ๐ต โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) โˆง seq ๐‘š ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฅ ) ) )
18 f1oeq3 โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( ๐‘“ : ( 1 ... ๐‘š ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด โ†” ๐‘“ : ( 1 ... ๐‘š ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ต ) )
19 18 anbi1d โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( ( ๐‘“ : ( 1 ... ๐‘š ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด โˆง ๐‘ฅ = ( seq 1 ( ยท , ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘› ) / ๐‘˜ โฆŒ ๐ถ ) ) โ€˜ ๐‘š ) ) โ†” ( ๐‘“ : ( 1 ... ๐‘š ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ต โˆง ๐‘ฅ = ( seq 1 ( ยท , ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘› ) / ๐‘˜ โฆŒ ๐ถ ) ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) )
20 19 exbidv โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( โˆƒ ๐‘“ ( ๐‘“ : ( 1 ... ๐‘š ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด โˆง ๐‘ฅ = ( seq 1 ( ยท , ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘› ) / ๐‘˜ โฆŒ ๐ถ ) ) โ€˜ ๐‘š ) ) โ†” โˆƒ ๐‘“ ( ๐‘“ : ( 1 ... ๐‘š ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ต โˆง ๐‘ฅ = ( seq 1 ( ยท , ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘› ) / ๐‘˜ โฆŒ ๐ถ ) ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) )
21 20 rexbidv โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( โˆƒ ๐‘š โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘“ ( ๐‘“ : ( 1 ... ๐‘š ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด โˆง ๐‘ฅ = ( seq 1 ( ยท , ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘› ) / ๐‘˜ โฆŒ ๐ถ ) ) โ€˜ ๐‘š ) ) โ†” โˆƒ ๐‘š โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘“ ( ๐‘“ : ( 1 ... ๐‘š ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ต โˆง ๐‘ฅ = ( seq 1 ( ยท , ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘› ) / ๐‘˜ โฆŒ ๐ถ ) ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) )
22 17 21 orbi12d โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( ( โˆƒ ๐‘š โˆˆ โ„ค ( ๐ด โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) โˆง seq ๐‘š ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฅ ) โˆจ โˆƒ ๐‘š โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘“ ( ๐‘“ : ( 1 ... ๐‘š ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด โˆง ๐‘ฅ = ( seq 1 ( ยท , ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘› ) / ๐‘˜ โฆŒ ๐ถ ) ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) โ†” ( โˆƒ ๐‘š โˆˆ โ„ค ( ๐ต โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) โˆง seq ๐‘š ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฅ ) โˆจ โˆƒ ๐‘š โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘“ ( ๐‘“ : ( 1 ... ๐‘š ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ต โˆง ๐‘ฅ = ( seq 1 ( ยท , ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘› ) / ๐‘˜ โฆŒ ๐ถ ) ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) )
23 22 iotabidv โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( โ„ฉ ๐‘ฅ ( โˆƒ ๐‘š โˆˆ โ„ค ( ๐ด โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) โˆง seq ๐‘š ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฅ ) โˆจ โˆƒ ๐‘š โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘“ ( ๐‘“ : ( 1 ... ๐‘š ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด โˆง ๐‘ฅ = ( seq 1 ( ยท , ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘› ) / ๐‘˜ โฆŒ ๐ถ ) ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) = ( โ„ฉ ๐‘ฅ ( โˆƒ ๐‘š โˆˆ โ„ค ( ๐ต โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) โˆง seq ๐‘š ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฅ ) โˆจ โˆƒ ๐‘š โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘“ ( ๐‘“ : ( 1 ... ๐‘š ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ต โˆง ๐‘ฅ = ( seq 1 ( ยท , ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘› ) / ๐‘˜ โฆŒ ๐ถ ) ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) ) )
24 df-prod โŠข โˆ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ = ( โ„ฉ ๐‘ฅ ( โˆƒ ๐‘š โˆˆ โ„ค ( ๐ด โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) โˆง seq ๐‘š ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ด , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฅ ) โˆจ โˆƒ ๐‘š โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘“ ( ๐‘“ : ( 1 ... ๐‘š ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ด โˆง ๐‘ฅ = ( seq 1 ( ยท , ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘› ) / ๐‘˜ โฆŒ ๐ถ ) ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) )
25 df-prod โŠข โˆ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ถ = ( โ„ฉ ๐‘ฅ ( โˆƒ ๐‘š โˆˆ โ„ค ( ๐ต โŠ† ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ ๐‘š ) โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฆ โ‰  0 โˆง seq ๐‘› ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฆ ) โˆง seq ๐‘š ( ยท , ( ๐‘˜ โˆˆ โ„ค โ†ฆ if ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ต , ๐ถ , 1 ) ) ) โ‡ ๐‘ฅ ) โˆจ โˆƒ ๐‘š โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘“ ( ๐‘“ : ( 1 ... ๐‘š ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐ต โˆง ๐‘ฅ = ( seq 1 ( ยท , ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ โฆ‹ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘› ) / ๐‘˜ โฆŒ ๐ถ ) ) โ€˜ ๐‘š ) ) ) )
26 23 24 25 3eqtr4g โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ โˆ ๐‘˜ โˆˆ ๐ด ๐ถ = โˆ ๐‘˜ โˆˆ ๐ต ๐ถ )