Metamath Proof Explorer


Theorem iunmapsn

Description: The indexed union of set exponentiations to a singleton is equal to the set exponentiation of the indexed union. (Contributed by Glauco Siliprandi, 3-Mar-2021)

Ref Expression
Hypotheses iunmapsn.x ⊢ Ⅎ x φ
iunmapsn.a ⊢ φ → A ∈ V
iunmapsn.b ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ W
iunmapsn.c ⊢ φ → C ∈ Z
Assertion iunmapsn ⊢ φ → ⋃ x ∈ A B C = ⋃ x ∈ A B C

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 iunmapsn.x ⊢ Ⅎ x φ
2 iunmapsn.a ⊢ φ → A ∈ V
3 iunmapsn.b ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ W
4 iunmapsn.c ⊢ φ → C ∈ Z
5 1 2 3 iunmapss ⊢ φ → ⋃ x ∈ A B C ⊆ ⋃ x ∈ A B C
6 simpr ⊢ φ ∧ f ∈ ⋃ x ∈ A B C → f ∈ ⋃ x ∈ A B C
7 3 ex ⊢ φ → x ∈ A → B ∈ W
8 1 7 ralrimi ⊢ φ → ∀ x ∈ A B ∈ W
9 iunexg ⊢ A ∈ V ∧ ∀ x ∈ A B ∈ W → ⋃ x ∈ A B ∈ V
10 2 8 9 syl2anc ⊢ φ → ⋃ x ∈ A B ∈ V
11 10 4 mapsnd ⊢ φ → ⋃ x ∈ A B C = f | ∃ y ∈ ⋃ x ∈ A B f = C y
12 11 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ ⋃ x ∈ A B C → ⋃ x ∈ A B C = f | ∃ y ∈ ⋃ x ∈ A B f = C y
13 6 12 eleqtrd ⊢ φ ∧ f ∈ ⋃ x ∈ A B C → f ∈ f | ∃ y ∈ ⋃ x ∈ A B f = C y
14 abid ⊢ f ∈ f | ∃ y ∈ ⋃ x ∈ A B f = C y ↔ ∃ y ∈ ⋃ x ∈ A B f = C y
15 13 14 sylib ⊢ φ ∧ f ∈ ⋃ x ∈ A B C → ∃ y ∈ ⋃ x ∈ A B f = C y
16 eliun ⊢ y ∈ ⋃ x ∈ A B ↔ ∃ x ∈ A y ∈ B
17 16 biimpi ⊢ y ∈ ⋃ x ∈ A B → ∃ x ∈ A y ∈ B
18 17 3ad2ant2 ⊢ φ ∧ y ∈ ⋃ x ∈ A B ∧ f = C y → ∃ x ∈ A y ∈ B
19 nfcv ⊢ Ⅎ _ x y
20 nfiu1 ⊢ Ⅎ _ x ⋃ x ∈ A B
21 19 20 nfel ⊢ Ⅎ x y ∈ ⋃ x ∈ A B
22 nfv ⊢ Ⅎ x f = C y
23 1 21 22 nf3an ⊢ Ⅎ x φ ∧ y ∈ ⋃ x ∈ A B ∧ f = C y
24 rspe ⊢ y ∈ B ∧ f = C y → ∃ y ∈ B f = C y
25 24 ancoms ⊢ f = C y ∧ y ∈ B → ∃ y ∈ B f = C y
26 abid ⊢ f ∈ f | ∃ y ∈ B f = C y ↔ ∃ y ∈ B f = C y
27 25 26 sylibr ⊢ f = C y ∧ y ∈ B → f ∈ f | ∃ y ∈ B f = C y
28 27 adantll ⊢ φ ∧ f = C y ∧ y ∈ B → f ∈ f | ∃ y ∈ B f = C y
29 28 3adant2 ⊢ φ ∧ f = C y ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → f ∈ f | ∃ y ∈ B f = C y
30 4 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A → C ∈ Z
31 3 30 mapsnd ⊢ φ ∧ x ∈ A → B C = f | ∃ y ∈ B f = C y
32 31 eqcomd ⊢ φ ∧ x ∈ A → f | ∃ y ∈ B f = C y = B C
33 32 3adant3 ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → f | ∃ y ∈ B f = C y = B C
34 33 3adant1r ⊢ φ ∧ f = C y ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → f | ∃ y ∈ B f = C y = B C
35 29 34 eleqtrd ⊢ φ ∧ f = C y ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → f ∈ B C
36 35 3exp ⊢ φ ∧ f = C y → x ∈ A → y ∈ B → f ∈ B C
37 36 3adant2 ⊢ φ ∧ y ∈ ⋃ x ∈ A B ∧ f = C y → x ∈ A → y ∈ B → f ∈ B C
38 23 37 reximdai ⊢ φ ∧ y ∈ ⋃ x ∈ A B ∧ f = C y → ∃ x ∈ A y ∈ B → ∃ x ∈ A f ∈ B C
39 18 38 mpd ⊢ φ ∧ y ∈ ⋃ x ∈ A B ∧ f = C y → ∃ x ∈ A f ∈ B C
40 39 3exp ⊢ φ → y ∈ ⋃ x ∈ A B → f = C y → ∃ x ∈ A f ∈ B C
41 40 rexlimdv ⊢ φ → ∃ y ∈ ⋃ x ∈ A B f = C y → ∃ x ∈ A f ∈ B C
42 41 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ ⋃ x ∈ A B C → ∃ y ∈ ⋃ x ∈ A B f = C y → ∃ x ∈ A f ∈ B C
43 15 42 mpd ⊢ φ ∧ f ∈ ⋃ x ∈ A B C → ∃ x ∈ A f ∈ B C
44 eliun ⊢ f ∈ ⋃ x ∈ A B C ↔ ∃ x ∈ A f ∈ B C
45 43 44 sylibr ⊢ φ ∧ f ∈ ⋃ x ∈ A B C → f ∈ ⋃ x ∈ A B C
46 5 45 eqelssd ⊢ φ → ⋃ x ∈ A B C = ⋃ x ∈ A B C