MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ac6c4 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ac6c4 9248
Description: Equivalent of Axiom of Choice. 𝐵 is a collection 𝐵(𝑥) of nonempty sets. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Mar-2013.)
Hypotheses
Ref Expression
ac6c4.1 𝐴 ∈ V
ac6c4.2 𝐵 ∈ V
Assertion
Ref Expression
ac6c4 (∀𝑥𝐴 𝐵 ≠ ∅ → ∃𝑓(𝑓 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) ∈ 𝐵))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑓,𝑥   𝐵,𝑓
Allowed substitution hint:   𝐵(𝑥)

Proof of Theorem ac6c4
Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nfv 1845 . . . 4 𝑧 𝐵 ≠ ∅
2 nfcsb1v 3535 . . . . 5 𝑥𝑧 / 𝑥𝐵
3 nfcv 2767 . . . . 5 𝑥
42, 3nfne 2896 . . . 4 𝑥𝑧 / 𝑥𝐵 ≠ ∅
5 csbeq1a 3528 . . . . 5 (𝑥 = 𝑧𝐵 = 𝑧 / 𝑥𝐵)
65neeq1d 2855 . . . 4 (𝑥 = 𝑧 → (𝐵 ≠ ∅ ↔ 𝑧 / 𝑥𝐵 ≠ ∅))
71, 4, 6cbvral 3160 . . 3 (∀𝑥𝐴 𝐵 ≠ ∅ ↔ ∀𝑧𝐴 𝑧 / 𝑥𝐵 ≠ ∅)
8 n0 3912 . . . . 5 (𝑧 / 𝑥𝐵 ≠ ∅ ↔ ∃𝑦 𝑦𝑧 / 𝑥𝐵)
9 nfv 1845 . . . . . 6 𝑦 𝑧𝐴
10 nfre1 3004 . . . . . 6 𝑦𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵
112nfel2 2783 . . . . . . . . . 10 𝑥 𝑦𝑧 / 𝑥𝐵
125eleq2d 2689 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑧 → (𝑦𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵))
1311, 12rspce 3295 . . . . . . . . 9 ((𝑧𝐴𝑦𝑧 / 𝑥𝐵) → ∃𝑥𝐴 𝑦𝐵)
14 eliun 4495 . . . . . . . . 9 (𝑦 𝑥𝐴 𝐵 ↔ ∃𝑥𝐴 𝑦𝐵)
1513, 14sylibr 224 . . . . . . . 8 ((𝑧𝐴𝑦𝑧 / 𝑥𝐵) → 𝑦 𝑥𝐴 𝐵)
16 rspe 3002 . . . . . . . 8 ((𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵) → ∃𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵)
1715, 16sylancom 700 . . . . . . 7 ((𝑧𝐴𝑦𝑧 / 𝑥𝐵) → ∃𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵)
1817ex 450 . . . . . 6 (𝑧𝐴 → (𝑦𝑧 / 𝑥𝐵 → ∃𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵))
199, 10, 18exlimd 2090 . . . . 5 (𝑧𝐴 → (∃𝑦 𝑦𝑧 / 𝑥𝐵 → ∃𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵))
208, 19syl5bi 232 . . . 4 (𝑧𝐴 → (𝑧 / 𝑥𝐵 ≠ ∅ → ∃𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵))
2120ralimia 2950 . . 3 (∀𝑧𝐴 𝑧 / 𝑥𝐵 ≠ ∅ → ∀𝑧𝐴𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵)
227, 21sylbi 207 . 2 (∀𝑥𝐴 𝐵 ≠ ∅ → ∀𝑧𝐴𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵)
23 ac6c4.1 . . 3 𝐴 ∈ V
24 ac6c4.2 . . . 4 𝐵 ∈ V
2523, 24iunex 7096 . . 3 𝑥𝐴 𝐵 ∈ V
26 eleq1 2692 . . 3 (𝑦 = (𝑓𝑧) → (𝑦𝑧 / 𝑥𝐵 ↔ (𝑓𝑧) ∈ 𝑧 / 𝑥𝐵))
2723, 25, 26ac6 9247 . 2 (∀𝑧𝐴𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵 → ∃𝑓(𝑓:𝐴 𝑥𝐴 𝐵 ∧ ∀𝑧𝐴 (𝑓𝑧) ∈ 𝑧 / 𝑥𝐵))
28 ffn 6004 . . . 4 (𝑓:𝐴 𝑥𝐴 𝐵𝑓 Fn 𝐴)
29 nfv 1845 . . . . . 6 𝑧(𝑓𝑥) ∈ 𝐵
302nfel2 2783 . . . . . 6 𝑥(𝑓𝑧) ∈ 𝑧 / 𝑥𝐵
31 fveq2 6150 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑧 → (𝑓𝑥) = (𝑓𝑧))
3231, 5eleq12d 2698 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑧 → ((𝑓𝑥) ∈ 𝐵 ↔ (𝑓𝑧) ∈ 𝑧 / 𝑥𝐵))
3329, 30, 32cbvral 3160 . . . . 5 (∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) ∈ 𝐵 ↔ ∀𝑧𝐴 (𝑓𝑧) ∈ 𝑧 / 𝑥𝐵)
3433biimpri 218 . . . 4 (∀𝑧𝐴 (𝑓𝑧) ∈ 𝑧 / 𝑥𝐵 → ∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) ∈ 𝐵)
3528, 34anim12i 589 . . 3 ((𝑓:𝐴 𝑥𝐴 𝐵 ∧ ∀𝑧𝐴 (𝑓𝑧) ∈ 𝑧 / 𝑥𝐵) → (𝑓 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) ∈ 𝐵))
3635eximi 1759 . 2 (∃𝑓(𝑓:𝐴 𝑥𝐴 𝐵 ∧ ∀𝑧𝐴 (𝑓𝑧) ∈ 𝑧 / 𝑥𝐵) → ∃𝑓(𝑓 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) ∈ 𝐵))
3722, 27, 363syl 18 1 (∀𝑥𝐴 𝐵 ≠ ∅ → ∃𝑓(𝑓 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) ∈ 𝐵))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384  wex 1701  wcel 1992  wne 2796  wral 2912  wrex 2913  Vcvv 3191  csb 3519  c0 3896   ciun 4490   Fn wfn 5845  wf 5846  cfv 5850
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1841  ax-6 1890  ax-7 1937  ax-8 1994  ax-9 2001  ax-10 2021  ax-11 2036  ax-12 2049  ax-13 2250  ax-ext 2606  ax-rep 4736  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6903  ax-ac2 9230
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1883  df-eu 2478  df-mo 2479  df-clab 2613  df-cleq 2619  df-clel 2622  df-nfc 2756  df-ne 2797  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3193  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-int 4446  df-iun 4492  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-se 5039  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5642  df-ord 5688  df-on 5689  df-suc 5691  df-iota 5813  df-fun 5852  df-fn 5853  df-f 5854  df-f1 5855  df-fo 5856  df-f1o 5857  df-fv 5858  df-isom 5859  df-riota 6566  df-wrecs 7353  df-recs 7414  df-en 7901  df-card 8710  df-ac 8884
This theorem is referenced by:  ac6c5  9249  ac9  9250
  Copyright terms: Public domain W3C validator