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

Theorem ac6c4 9341
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 1883 . . . 4 𝑧 𝐵 ≠ ∅
2 nfcsb1v 3582 . . . . 5 𝑥𝑧 / 𝑥𝐵
3 nfcv 2793 . . . . 5 𝑥
42, 3nfne 2923 . . . 4 𝑥𝑧 / 𝑥𝐵 ≠ ∅
5 csbeq1a 3575 . . . . 5 (𝑥 = 𝑧𝐵 = 𝑧 / 𝑥𝐵)
65neeq1d 2882 . . . 4 (𝑥 = 𝑧 → (𝐵 ≠ ∅ ↔ 𝑧 / 𝑥𝐵 ≠ ∅))
71, 4, 6cbvral 3197 . . 3 (∀𝑥𝐴 𝐵 ≠ ∅ ↔ ∀𝑧𝐴 𝑧 / 𝑥𝐵 ≠ ∅)
8 n0 3964 . . . . 5 (𝑧 / 𝑥𝐵 ≠ ∅ ↔ ∃𝑦 𝑦𝑧 / 𝑥𝐵)
9 nfv 1883 . . . . . 6 𝑦 𝑧𝐴
10 nfre1 3034 . . . . . 6 𝑦𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵
112nfel2 2810 . . . . . . . . . 10 𝑥 𝑦𝑧 / 𝑥𝐵
125eleq2d 2716 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑧 → (𝑦𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵))
1311, 12rspce 3335 . . . . . . . . 9 ((𝑧𝐴𝑦𝑧 / 𝑥𝐵) → ∃𝑥𝐴 𝑦𝐵)
14 eliun 4556 . . . . . . . . 9 (𝑦 𝑥𝐴 𝐵 ↔ ∃𝑥𝐴 𝑦𝐵)
1513, 14sylibr 224 . . . . . . . 8 ((𝑧𝐴𝑦𝑧 / 𝑥𝐵) → 𝑦 𝑥𝐴 𝐵)
16 rspe 3032 . . . . . . . 8 ((𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵) → ∃𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵)
1715, 16sylancom 702 . . . . . . 7 ((𝑧𝐴𝑦𝑧 / 𝑥𝐵) → ∃𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵)
1817ex 449 . . . . . 6 (𝑧𝐴 → (𝑦𝑧 / 𝑥𝐵 → ∃𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵))
199, 10, 18exlimd 2125 . . . . 5 (𝑧𝐴 → (∃𝑦 𝑦𝑧 / 𝑥𝐵 → ∃𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵))
208, 19syl5bi 232 . . . 4 (𝑧𝐴 → (𝑧 / 𝑥𝐵 ≠ ∅ → ∃𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵))
2120ralimia 2979 . . 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 7189 . . 3 𝑥𝐴 𝐵 ∈ V
26 eleq1 2718 . . 3 (𝑦 = (𝑓𝑧) → (𝑦𝑧 / 𝑥𝐵 ↔ (𝑓𝑧) ∈ 𝑧 / 𝑥𝐵))
2723, 25, 26ac6 9340 . 2 (∀𝑧𝐴𝑦 𝑥𝐴 𝐵𝑦𝑧 / 𝑥𝐵 → ∃𝑓(𝑓:𝐴 𝑥𝐴 𝐵 ∧ ∀𝑧𝐴 (𝑓𝑧) ∈ 𝑧 / 𝑥𝐵))
28 ffn 6083 . . . 4 (𝑓:𝐴 𝑥𝐴 𝐵𝑓 Fn 𝐴)
29 nfv 1883 . . . . . 6 𝑧(𝑓𝑥) ∈ 𝐵
302nfel2 2810 . . . . . 6 𝑥(𝑓𝑧) ∈ 𝑧 / 𝑥𝐵
31 fveq2 6229 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑧 → (𝑓𝑥) = (𝑓𝑧))
3231, 5eleq12d 2724 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑧 → ((𝑓𝑥) ∈ 𝐵 ↔ (𝑓𝑧) ∈ 𝑧 / 𝑥𝐵))
3329, 30, 32cbvral 3197 . . . . 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 1802 . 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 383  wex 1744  wcel 2030  wne 2823  wral 2941  wrex 2942  Vcvv 3231  csb 3566  c0 3948   ciun 4552   Fn wfn 5921  wf 5922  cfv 5926
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-ac2 9323
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-se 5103  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-isom 5935  df-riota 6651  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-en 7998  df-card 8803  df-ac 8977
This theorem is referenced by:  ac6c5  9342  ac9  9343
  Copyright terms: Public domain W3C validator