f[s ∪ t] = f[s] ∪ f[t]

En Lean4, la imagen de un conjunto s por una función f se representa por f '' s; es decir,

Demostrar con Lean4 que

Para ello, completar la siguiente teoría de Lean4:

1. Demostración en lenguaje natural

Tenemos que demostrar, para todo \(y\), que
\[ y ∈ f[s ∪ t] ↔ y ∈ f[s] ∪ f[t] \]
Lo haremos mediante la siguiente cadena de equivalencias
\begin{align}
y ∈ f[s ∪ t] &↔ (∃x)(x ∈ s ∪ t ∧ f x = y) \\
&↔ (∃x)((x ∈ s ∨ x ∈ t) ∧ f x = y) \\
&↔ (∃x)((x ∈ s ∧ f x = y) ∨ (x ∈ t ∧ f x = y)) \\
&↔ (∃x)(x ∈ s ∧ f x = y) ∨ (∃x)(x ∈ t ∧ f x = y) \\
&↔ y ∈ f[s] ∨ y ∈ f[t] \\
&↔ y ∈ f[s] ∪ f[t]
\end{align}

2. Demostraciones con Lean4

Se puede interactuar con las demostraciones anteriores en Lean 4 Web.

3. Demostraciones con Isabelle/HOL

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