Theorem 2reurex 3753

Description: Double restricted quantification with existential uniqueness, analogous to 2euex 2725. (Contributed by Alexander van der Vekens, 24-Jun-2017.)

Assertion

Ref	Expression
2reurex	⊢ (∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑)

Distinct variable groups:   𝑦,𝐴   𝑥,𝑦   𝑥,𝐵

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦)   𝐴(𝑥)   𝐵(𝑦)

Proof of Theorem 2reurex

Step	Hyp	Ref	Expression
1		reu5 3433	. 2 ⊢ (∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ↔ (∃𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃*𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑))
2		rexcom 3358	. . . 4 ⊢ (∃𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑)
3		nfcv 2980	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑦𝐴
4		nfre1 3309	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑦∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑
5	3, 4	nfrmow 3378	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑦∃*𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑
6		rspe 3307	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑) → ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑)
7	6	ex 415	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐵 → (𝜑 → ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑))
8	7	ralrimivw 3186	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐵 → ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝜑 → ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑))
9		rmoim 3734	. . . . . . . . 9 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝜑 → ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑) → (∃*𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑))
10	8, 9	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐵 → (∃*𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑))
11	10	impcom 410	. . . . . . 7 ⊢ ((∃*𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑)
12		rmo5 3437	. . . . . . 7 ⊢ (∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ↔ (∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 → ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑))
13	11, 12	sylib 220	. . . . . 6 ⊢ ((∃*𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 → ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑))
14	13	ex 415	. . . . 5 ⊢ (∃*𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → (𝑦 ∈ 𝐵 → (∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 → ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑)))
15	5, 14	reximdai 3314	. . . 4 ⊢ (∃*𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → (∃𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 → ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑))
16	2, 15	syl5bi 244	. . 3 ⊢ (∃*𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → (∃𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑))
17	16	impcom 410	. 2 ⊢ ((∃𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃*𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑) → ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑)
18	1, 17	sylbi 219	1 ⊢ (∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 398   ∈ wcel 2113  ∀wral 3141  ∃wrex 3142  ∃!wreu 3143  ∃*wrmo 3144

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1969  ax-7 2014  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2176  ax-ext 2796

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-tru 1539  df-ex 1780  df-nf 1784  df-mo 2621  df-eu 2653  df-cleq 2817  df-clel 2896  df-nfc 2966  df-ral 3146  df-rex 3147  df-reu 3148  df-rmo 3149

This theorem is referenced by:  2rexreu  3756