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Theorem axrep2 4135
Description: Axiom of Replacement expressed with the fewest number of different variables and without any restrictions on  ph. (Contributed by NM, 15-Aug-2003.)
Assertion
Ref Expression
axrep2  |-  E. x
( E. y A. z ( ph  ->  z  =  y )  ->  A. z ( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  y  /\  A. y ph ) ) )
Distinct variable group:    x, y, z
Allowed substitution hints:    ph( x, y, z)

Proof of Theorem axrep2
Dummy variable  w is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nfe1 1708 . . . . 5  |-  F/ w E. w A. z ( A. y ph  ->  z  =  w )
2 nfv 1607 . . . . 5  |-  F/ w A. z ( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  y  /\  A. y ph ) )
31, 2nfim 1771 . . . 4  |-  F/ w
( E. w A. z ( A. y ph  ->  z  =  w )  ->  A. z
( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  y  /\  A. y ph ) ) )
43nfex 1769 . . 3  |-  F/ w E. x ( E. w A. z ( A. y ph  ->  z  =  w )  ->  A. z
( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  y  /\  A. y ph ) ) )
5 elequ2 1691 . . . . . . . . 9  |-  ( w  =  y  ->  (
x  e.  w  <->  x  e.  y ) )
65anbi1d 685 . . . . . . . 8  |-  ( w  =  y  ->  (
( x  e.  w  /\  A. y ph )  <->  ( x  e.  y  /\  A. y ph ) ) )
76exbidv 1614 . . . . . . 7  |-  ( w  =  y  ->  ( E. x ( x  e.  w  /\  A. y ph )  <->  E. x ( x  e.  y  /\  A. y ph ) ) )
87bibi2d 309 . . . . . 6  |-  ( w  =  y  ->  (
( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  w  /\  A. y ph ) )  <->  ( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  y  /\  A. y ph ) ) ) )
98albidv 1613 . . . . 5  |-  ( w  =  y  ->  ( A. z ( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  w  /\  A. y ph ) )  <->  A. z
( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  y  /\  A. y ph ) ) ) )
109imbi2d 307 . . . 4  |-  ( w  =  y  ->  (
( E. w A. z ( A. y ph  ->  z  =  w )  ->  A. z
( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  w  /\  A. y ph ) ) )  <->  ( E. w A. z ( A. y ph  ->  z  =  w )  ->  A. z
( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  y  /\  A. y ph ) ) ) ) )
1110exbidv 1614 . . 3  |-  ( w  =  y  ->  ( E. x ( E. w A. z ( A. y ph  ->  z  =  w )  ->  A. z
( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  w  /\  A. y ph ) ) )  <->  E. x
( E. w A. z ( A. y ph  ->  z  =  w )  ->  A. z
( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  y  /\  A. y ph ) ) ) ) )
12 axrep1 4134 . . 3  |-  E. x
( E. w A. z ( A. y ph  ->  z  =  w )  ->  A. z
( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  w  /\  A. y ph ) ) )
134, 11, 12chvar 1928 . 2  |-  E. x
( E. w A. z ( A. y ph  ->  z  =  w )  ->  A. z
( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  y  /\  A. y ph ) ) )
14 sp 1718 . . . . . . . 8  |-  ( A. y ph  ->  ph )
1514imim1i 54 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  ->  z  =  y )  ->  ( A. y ph  ->  z  =  y ) )
1615alimi 1548 . . . . . 6  |-  ( A. z ( ph  ->  z  =  y )  ->  A. z ( A. y ph  ->  z  =  y ) )
1716eximi 1565 . . . . 5  |-  ( E. y A. z (
ph  ->  z  =  y )  ->  E. y A. z ( A. y ph  ->  z  =  y ) )
18 nfv 1607 . . . . . 6  |-  F/ w A. z ( A. y ph  ->  z  =  y )
19 nfa1 1758 . . . . . . . 8  |-  F/ y A. y ph
20 nfv 1607 . . . . . . . 8  |-  F/ y  z  =  w
2119, 20nfim 1771 . . . . . . 7  |-  F/ y ( A. y ph  ->  z  =  w )
2221nfal 1768 . . . . . 6  |-  F/ y A. z ( A. y ph  ->  z  =  w )
23 equequ2 1651 . . . . . . . 8  |-  ( y  =  w  ->  (
z  =  y  <->  z  =  w ) )
2423imbi2d 307 . . . . . . 7  |-  ( y  =  w  ->  (
( A. y ph  ->  z  =  y )  <-> 
( A. y ph  ->  z  =  w ) ) )
2524albidv 1613 . . . . . 6  |-  ( y  =  w  ->  ( A. z ( A. y ph  ->  z  =  y )  <->  A. z ( A. y ph  ->  z  =  w ) ) )
2618, 22, 25cbvex 1927 . . . . 5  |-  ( E. y A. z ( A. y ph  ->  z  =  y )  <->  E. w A. z ( A. y ph  ->  z  =  w ) )
2717, 26sylib 188 . . . 4  |-  ( E. y A. z (
ph  ->  z  =  y )  ->  E. w A. z ( A. y ph  ->  z  =  w ) )
2827imim1i 54 . . 3  |-  ( ( E. w A. z
( A. y ph  ->  z  =  w )  ->  A. z ( z  e.  x  <->  E. x
( x  e.  y  /\  A. y ph ) ) )  -> 
( E. y A. z ( ph  ->  z  =  y )  ->  A. z ( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  y  /\  A. y ph ) ) ) )
2928eximi 1565 . 2  |-  ( E. x ( E. w A. z ( A. y ph  ->  z  =  w )  ->  A. z
( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  y  /\  A. y ph ) ) )  ->  E. x ( E. y A. z ( ph  ->  z  =  y )  ->  A. z ( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  y  /\  A. y ph ) ) ) )
3013, 29ax-mp 8 1  |-  E. x
( E. y A. z ( ph  ->  z  =  y )  ->  A. z ( z  e.  x  <->  E. x ( x  e.  y  /\  A. y ph ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 176    /\ wa 358   A.wal 1529   E.wex 1530    = wceq 1625    e. wcel 1686
This theorem is referenced by:  axrep3  4136  axrepndlem1  8216
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1535  ax-5 1546  ax-17 1605  ax-9 1637  ax-8 1645  ax-14 1690  ax-6 1705  ax-7 1710  ax-11 1717  ax-12 1868  ax-ext 2266  ax-rep 4133
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-an 360  df-tru 1310  df-ex 1531  df-nf 1534  df-cleq 2278  df-clel 2281
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