Metamath Proof Explorer


Theorem undif3VD

Description: The first equality of Exercise 13 of TakeutiZaring p. 22. Virtual deduction proof of undif3 . The following User's Proof is a Virtual Deduction proof completed automatically by the tools program completeusersproof.cmd, which invokes Mel L. O'Cat's mmj2 and Norm Megill's Metamath Proof Assistant. undif3 is undif3VD without virtual deductions and was automatically derived from undif3VD .

1:: |- ( x e. ( A u. ( B \ C ) ) <-> ( x e. A \/ x e. ( B \ C ) ) )
2:: |- ( x e. ( B \ C ) <-> ( x e. B /\ -. x e. C ) )
3:2: |- ( ( x e. A \/ x e. ( B \ C ) ) <-> ( x e. A \/ ( x e. B /\ -. x e. C ) ) )
4:1,3: |- ( x e. ( A u. ( B \ C ) ) <-> ( x e. A \/ ( x e. B /\ -. x e. C ) ) )
5:: |- (. x e. A ->. x e. A ).
6:5: |- (. x e. A ->. ( x e. A \/ x e. B ) ).
7:5: |- (. x e. A ->. ( -. x e. C \/ x e. A ) ).
8:6,7: |- (. x e. A ->. ( ( x e. A \/ x e. B ) /\ ( -. x e. C \/ x e. A ) ) ).
9:8: |- ( x e. A -> ( ( x e. A \/ x e. B ) /\ ( -. x e. C \/ x e. A ) ) )
10:: |- (. ( x e. B /\ -. x e. C ) ->. ( x e. B /\ -. x e. C ) ).
11:10: |- (. ( x e. B /\ -. x e. C ) ->. x e. B ).
12:10: |- (. ( x e. B /\ -. x e. C ) ->. -. x e. C ).
13:11: |- (. ( x e. B /\ -. x e. C ) ->. ( x e. A \/ x e. B ) ).
14:12: |- (. ( x e. B /\ -. x e. C ) ->. ( -. x e. C \/ x e. A ) ).
15:13,14: |- (. ( x e. B /\ -. x e. C ) ->. ( ( x e. A \/ x e. B ) /\ ( -. x e. C \/ x e. A ) ) ).
16:15: |- ( ( x e. B /\ -. x e. C ) -> ( ( x e. A \/ x e. B ) /\ ( -. x e. C \/ x e. A ) ) )
17:9,16: |- ( ( x e. A \/ ( x e. B /\ -. x e. C ) ) -> ( ( x e. A \/ x e. B ) /\ ( -. x e. C \/ x e. A ) ) )
18:: |- (. ( x e. A /\ -. x e. C ) ->. ( x e. A /\ -. x e. C ) ).
19:18: |- (. ( x e. A /\ -. x e. C ) ->. x e. A ).
20:18: |- (. ( x e. A /\ -. x e. C ) ->. -. x e. C ).
21:18: |- (. ( x e. A /\ -. x e. C ) ->. ( x e. A \/ ( x e. B /\ -. x e. C ) ) ).
22:21: |- ( ( x e. A /\ -. x e. C ) -> ( x e. A \/ ( x e. B /\ -. x e. C ) ) )
23:: |- (. ( x e. A /\ x e. A ) ->. ( x e. A /\ x e. A ) ).
24:23: |- (. ( x e. A /\ x e. A ) ->. x e. A ).
25:24: |- (. ( x e. A /\ x e. A ) ->. ( x e. A \/ ( x e. B /\ -. x e. C ) ) ).
26:25: |- ( ( x e. A /\ x e. A ) -> ( x e. A \/ ( x e. B /\ -. x e. C ) ) )
27:10: |- (. ( x e. B /\ -. x e. C ) ->. ( x e. A \/ ( x e. B /\ -. x e. C ) ) ).
28:27: |- ( ( x e. B /\ -. x e. C ) -> ( x e. A \/ ( x e. B /\ -. x e. C ) ) )
29:: |- (. ( x e. B /\ x e. A ) ->. ( x e. B /\ x e. A ) ).
30:29: |- (. ( x e. B /\ x e. A ) ->. x e. A ).
31:30: |- (. ( x e. B /\ x e. A ) ->. ( x e. A \/ ( x e. B /\ -. x e. C ) ) ).
32:31: |- ( ( x e. B /\ x e. A ) -> ( x e. A \/ ( x e. B /\ -. x e. C ) ) )
33:22,26: |- ( ( ( x e. A /\ -. x e. C ) \/ ( x e. A /\ x e. A ) ) -> ( x e. A \/ ( x e. B /\ -. x e. C ) ) )
34:28,32: |- ( ( ( x e. B /\ -. x e. C ) \/ ( x e. B /\ x e. A ) ) -> ( x e. A \/ ( x e. B /\ -. x e. C ) ) )
35:33,34: |- ( ( ( ( x e. A /\ -. x e. C ) \/ ( x e. A /\ x e. A ) ) \/ ( ( x e. B /\ -. x e. C ) \/ ( x e. B /\ x e. A ) ) ) -> ( x e. A \/ ( x e. B /\ -. x e. C ) ) )
36:: |- ( ( ( ( x e. A /\ -. x e. C ) \/ ( x e. A /\ x e. A ) ) \/ ( ( x e. B /\ -. x e. C ) \/ ( x e. B /\ x e. A ) ) ) <-> ( ( x e. A \/ x e. B ) /\ ( -. x e. C \/ x e. A ) ) )
37:36,35: |- ( ( ( x e. A \/ x e. B ) /\ ( -. x e. C \/ x e. A ) ) -> ( x e. A \/ ( x e. B /\ -. x e. C ) ) )
38:17,37: |- ( ( x e. A \/ ( x e. B /\ -. x e. C ) ) <-> ( ( x e. A \/ x e. B ) /\ ( -. x e. C \/ x e. A ) ) )
39:: |- ( x e. ( C \ A ) <-> ( x e. C /\ -. x e. A ) )
40:39: |- ( -. x e. ( C \ A ) <-> -. ( x e. C /\ -. x e. A ) )
41:: |- ( -. ( x e. C /\ -. x e. A ) <-> ( -. x e. C \/ x e. A ) )
42:40,41: |- ( -. x e. ( C \ A ) <-> ( -. x e. C \/ x e. A ) )
43:: |- ( x e. ( A u. B ) <-> ( x e. A \/ x e. B ) )
44:43,42: |- ( ( x e. ( A u. B ) /\ -. x e. ( C \ A ) ) <-> ( ( x e. A \/ x e. B ) /\ ( -. x e. C /\ x e. A ) ) )
45:: |- ( x e. ( ( A u. B ) \ ( C \ A ) ) <-> ( x e. ( A u. B ) /\ -. x e. ( C \ A ) ) )
46:45,44: |- ( x e. ( ( A u. B ) \ ( C \ A ) ) <-> ( ( x e. A \/ x e. B ) /\ ( -. x e. C \/ x e. A ) ) )
47:4,38: |- ( x e. ( A u. ( B \ C ) ) <-> ( ( x e. A \/ x e. B ) /\ ( -. x e. C \/ x e. A ) ) )
48:46,47: |- ( x e. ( A u. ( B \ C ) ) <-> x e. ( ( A u. B ) \ ( C \ A ) ) )
49:48: |- A. x ( x e. ( A u. ( B \ C ) ) <-> x e. ( ( A u. B ) \ ( C \ A ) ) )
qed:49: |- ( A u. ( B \ C ) ) = ( ( A u. B ) \ ( C \ A ) )
(Contributed by Alan Sare, 17-Apr-2012) (Proof modification is discouraged.) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion undif3VD ( 𝐴 ∪ ( 𝐵𝐶 ) ) = ( ( 𝐴𝐵 ) ∖ ( 𝐶𝐴 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elun ( 𝑥 ∈ ( 𝐴 ∪ ( 𝐵𝐶 ) ) ↔ ( 𝑥𝐴𝑥 ∈ ( 𝐵𝐶 ) ) )
2 eldif ( 𝑥 ∈ ( 𝐵𝐶 ) ↔ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) )
3 2 orbi2i ( ( 𝑥𝐴𝑥 ∈ ( 𝐵𝐶 ) ) ↔ ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ) )
4 1 3 bitri ( 𝑥 ∈ ( 𝐴 ∪ ( 𝐵𝐶 ) ) ↔ ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ) )
5 idn1 (    𝑥𝐴    ▶    𝑥𝐴    )
6 orc ( 𝑥𝐴 → ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 ) )
7 5 6 e1a (    𝑥𝐴    ▶    ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 )    )
8 olc ( 𝑥𝐴 → ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) )
9 5 8 e1a (    𝑥𝐴    ▶    ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 )    )
10 pm3.2 ( ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 ) → ( ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) → ( ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 ) ∧ ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) ) ) )
11 7 9 10 e11 (    𝑥𝐴    ▶    ( ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 ) ∧ ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) )    )
12 11 in1 ( 𝑥𝐴 → ( ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 ) ∧ ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) ) )
13 idn1 (    ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 )    ▶    ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 )    )
14 simpl ( ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) → 𝑥𝐵 )
15 13 14 e1a (    ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 )    ▶    𝑥𝐵    )
16 olc ( 𝑥𝐵 → ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 ) )
17 15 16 e1a (    ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 )    ▶    ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 )    )
18 simpr ( ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) → ¬ 𝑥𝐶 )
19 13 18 e1a (    ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 )    ▶    ¬ 𝑥𝐶    )
20 orc ( ¬ 𝑥𝐶 → ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) )
21 19 20 e1a (    ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 )    ▶    ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 )    )
22 17 21 10 e11 (    ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 )    ▶    ( ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 ) ∧ ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) )    )
23 22 in1 ( ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) → ( ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 ) ∧ ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) ) )
24 12 23 jaoi ( ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ) → ( ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 ) ∧ ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) ) )
25 anddi ( ( ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 ) ∧ ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) ) ↔ ( ( ( 𝑥𝐴 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ∨ ( 𝑥𝐴𝑥𝐴 ) ) ∨ ( ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ∨ ( 𝑥𝐵𝑥𝐴 ) ) ) )
26 25 bicomi ( ( ( ( 𝑥𝐴 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ∨ ( 𝑥𝐴𝑥𝐴 ) ) ∨ ( ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ∨ ( 𝑥𝐵𝑥𝐴 ) ) ) ↔ ( ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 ) ∧ ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) ) )
27 idn1 (    ( 𝑥𝐴 ∧ ¬ 𝑥𝐶 )    ▶    ( 𝑥𝐴 ∧ ¬ 𝑥𝐶 )    )
28 simpl ( ( 𝑥𝐴 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) → 𝑥𝐴 )
29 28 orcd ( ( 𝑥𝐴 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) → ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ) )
30 27 29 e1a (    ( 𝑥𝐴 ∧ ¬ 𝑥𝐶 )    ▶    ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) )    )
31 30 in1 ( ( 𝑥𝐴 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) → ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ) )
32 idn1 (    ( 𝑥𝐴𝑥𝐴 )    ▶    ( 𝑥𝐴𝑥𝐴 )    )
33 simpl ( ( 𝑥𝐴𝑥𝐴 ) → 𝑥𝐴 )
34 32 33 e1a (    ( 𝑥𝐴𝑥𝐴 )    ▶    𝑥𝐴    )
35 orc ( 𝑥𝐴 → ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ) )
36 34 35 e1a (    ( 𝑥𝐴𝑥𝐴 )    ▶    ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) )    )
37 36 in1 ( ( 𝑥𝐴𝑥𝐴 ) → ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ) )
38 31 37 jaoi ( ( ( 𝑥𝐴 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ∨ ( 𝑥𝐴𝑥𝐴 ) ) → ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ) )
39 olc ( ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) → ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ) )
40 13 39 e1a (    ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 )    ▶    ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) )    )
41 40 in1 ( ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) → ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ) )
42 idn1 (    ( 𝑥𝐵𝑥𝐴 )    ▶    ( 𝑥𝐵𝑥𝐴 )    )
43 simpr ( ( 𝑥𝐵𝑥𝐴 ) → 𝑥𝐴 )
44 42 43 e1a (    ( 𝑥𝐵𝑥𝐴 )    ▶    𝑥𝐴    )
45 44 35 e1a (    ( 𝑥𝐵𝑥𝐴 )    ▶    ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) )    )
46 45 in1 ( ( 𝑥𝐵𝑥𝐴 ) → ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ) )
47 41 46 jaoi ( ( ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ∨ ( 𝑥𝐵𝑥𝐴 ) ) → ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ) )
48 38 47 jaoi ( ( ( ( 𝑥𝐴 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ∨ ( 𝑥𝐴𝑥𝐴 ) ) ∨ ( ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ∨ ( 𝑥𝐵𝑥𝐴 ) ) ) → ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ) )
49 26 48 sylbir ( ( ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 ) ∧ ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) ) → ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ) )
50 24 49 impbii ( ( 𝑥𝐴 ∨ ( 𝑥𝐵 ∧ ¬ 𝑥𝐶 ) ) ↔ ( ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 ) ∧ ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) ) )
51 4 50 bitri ( 𝑥 ∈ ( 𝐴 ∪ ( 𝐵𝐶 ) ) ↔ ( ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 ) ∧ ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) ) )
52 eldif ( 𝑥 ∈ ( ( 𝐴𝐵 ) ∖ ( 𝐶𝐴 ) ) ↔ ( 𝑥 ∈ ( 𝐴𝐵 ) ∧ ¬ 𝑥 ∈ ( 𝐶𝐴 ) ) )
53 elun ( 𝑥 ∈ ( 𝐴𝐵 ) ↔ ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 ) )
54 eldif ( 𝑥 ∈ ( 𝐶𝐴 ) ↔ ( 𝑥𝐶 ∧ ¬ 𝑥𝐴 ) )
55 54 notbii ( ¬ 𝑥 ∈ ( 𝐶𝐴 ) ↔ ¬ ( 𝑥𝐶 ∧ ¬ 𝑥𝐴 ) )
56 pm4.53 ( ¬ ( 𝑥𝐶 ∧ ¬ 𝑥𝐴 ) ↔ ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) )
57 55 56 bitri ( ¬ 𝑥 ∈ ( 𝐶𝐴 ) ↔ ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) )
58 53 57 anbi12i ( ( 𝑥 ∈ ( 𝐴𝐵 ) ∧ ¬ 𝑥 ∈ ( 𝐶𝐴 ) ) ↔ ( ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 ) ∧ ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) ) )
59 52 58 bitri ( 𝑥 ∈ ( ( 𝐴𝐵 ) ∖ ( 𝐶𝐴 ) ) ↔ ( ( 𝑥𝐴𝑥𝐵 ) ∧ ( ¬ 𝑥𝐶𝑥𝐴 ) ) )
60 51 59 bitr4i ( 𝑥 ∈ ( 𝐴 ∪ ( 𝐵𝐶 ) ) ↔ 𝑥 ∈ ( ( 𝐴𝐵 ) ∖ ( 𝐶𝐴 ) ) )
61 60 ax-gen 𝑥 ( 𝑥 ∈ ( 𝐴 ∪ ( 𝐵𝐶 ) ) ↔ 𝑥 ∈ ( ( 𝐴𝐵 ) ∖ ( 𝐶𝐴 ) ) )
62 dfcleq ( ( 𝐴 ∪ ( 𝐵𝐶 ) ) = ( ( 𝐴𝐵 ) ∖ ( 𝐶𝐴 ) ) ↔ ∀ 𝑥 ( 𝑥 ∈ ( 𝐴 ∪ ( 𝐵𝐶 ) ) ↔ 𝑥 ∈ ( ( 𝐴𝐵 ) ∖ ( 𝐶𝐴 ) ) ) )
63 62 biimpri ( ∀ 𝑥 ( 𝑥 ∈ ( 𝐴 ∪ ( 𝐵𝐶 ) ) ↔ 𝑥 ∈ ( ( 𝐴𝐵 ) ∖ ( 𝐶𝐴 ) ) ) → ( 𝐴 ∪ ( 𝐵𝐶 ) ) = ( ( 𝐴𝐵 ) ∖ ( 𝐶𝐴 ) ) )
64 61 63 e0a ( 𝐴 ∪ ( 𝐵𝐶 ) ) = ( ( 𝐴𝐵 ) ∖ ( 𝐶𝐴 ) )