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Theorem axacnd 4944
Description: A version of the Axiom of Choice with no distinct variable conditions.
Assertion
Ref Expression
axacnd xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w))

Proof of Theorem axacnd
StepHypRef Expression
1 axacndlem5 4943 . . . 4 xyv(∀x(yvvw) → ∃wy(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w))
2 hbnae 1145 . . . . . 6 (¬ ∀z z = x → ∀x ¬ ∀z z = x)
3 hbnae 1145 . . . . . . 7 (¬ ∀z z = y → ∀x ¬ ∀z z = y)
4 hbnae 1145 . . . . . . 7 (¬ ∀z z = w → ∀x ¬ ∀z z = w)
53, 4hban 1007 . . . . . 6 ((¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w) → ∀x(¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w))
62, 5hban 1007 . . . . 5 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → ∀x(¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)))
7 hbnae 1145 . . . . . . 7 (¬ ∀z z = x → ∀y ¬ ∀z z = x)
8 hbnae 1145 . . . . . . . 8 (¬ ∀z z = y → ∀y ¬ ∀z z = y)
9 hbnae 1145 . . . . . . . 8 (¬ ∀z z = w → ∀y ¬ ∀z z = w)
108, 9hban 1007 . . . . . . 7 ((¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w) → ∀y(¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w))
117, 10hban 1007 . . . . . 6 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → ∀y(¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)))
12 hbnae 1145 . . . . . . . 8 (¬ ∀z z = x → ∀z ¬ ∀z z = x)
13 hbnae 1145 . . . . . . . . 9 (¬ ∀z z = y → ∀z ¬ ∀z z = y)
14 hbnae 1145 . . . . . . . . 9 (¬ ∀z z = w → ∀z ¬ ∀z z = w)
1513, 14hban 1007 . . . . . . . 8 ((¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w) → ∀z(¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w))
1612, 15hban 1007 . . . . . . 7 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → ∀z(¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)))
17 dveel1 1354 . . . . . . . . . . 11 (¬ ∀z z = y → (yv → ∀z yv))
1817ad2antrl 406 . . . . . . . . . 10 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → (yv → ∀z yv))
19 dveel2 1355 . . . . . . . . . . 11 (¬ ∀z z = w → (vw → ∀z vw))
2019ad2antll 407 . . . . . . . . . 10 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → (vw → ∀z vw))
2118, 20hband 1109 . . . . . . . . 9 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → ((yvvw) → ∀z(yvvw)))
226, 21hbald 1111 . . . . . . . 8 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → (∀x(yvvw) → ∀zx(yvvw)))
23 hbnae 1145 . . . . . . . . . 10 (¬ ∀z z = x → ∀w ¬ ∀z z = x)
24 hbnae 1145 . . . . . . . . . . 11 (¬ ∀z z = y → ∀w ¬ ∀z z = y)
25 hbnae 1145 . . . . . . . . . . 11 (¬ ∀z z = w → ∀w ¬ ∀z z = w)
2624, 25hban 1007 . . . . . . . . . 10 ((¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w) → ∀w(¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w))
2723, 26hban 1007 . . . . . . . . 9 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → ∀w(¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)))
28 ax-15 1358 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (¬ ∀z z = y → (¬ ∀z z = w → (yw → ∀z yw)))
2928imp 350 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w) → (yw → ∀z yw))
3029adantl 388 . . . . . . . . . . . . . 14 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → (yw → ∀z yw))
31 ax-15 1358 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (¬ ∀z z = w → (¬ ∀z z = x → (wx → ∀z wx)))
3231impcom 351 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((¬ ∀z z = x ⋀ ¬ ∀z z = w) → (wx → ∀z wx))
3332adantrl 394 . . . . . . . . . . . . . 14 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → (wx → ∀z wx))
3430, 33hband 1109 . . . . . . . . . . . . 13 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → ((ywwx) → ∀z(ywwx)))
3521, 34hband 1109 . . . . . . . . . . . 12 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → (((yvvw) ⋀ (ywwx)) → ∀z((yvvw) ⋀ (ywwx))))
3627, 35hbexd 1112 . . . . . . . . . . 11 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → (∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) → ∀zw((yvvw) ⋀ (ywwx))))
37 ax-12 966 . . . . . . . . . . . . 13 (¬ ∀z z = y → (¬ ∀z z = w → (y = w → ∀z y = w)))
3837imp 350 . . . . . . . . . . . 12 ((¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w) → (y = w → ∀z y = w))
3938adantl 388 . . . . . . . . . . 11 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → (y = w → ∀z y = w))
4016, 36, 39hbbid 1110 . . . . . . . . . 10 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → ((∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w) → ∀z(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
4111, 40hbald 1111 . . . . . . . . 9 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → (∀y(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w) → ∀zy(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
4227, 41hbexd 1112 . . . . . . . 8 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → (∃wy(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w) → ∀zwy(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
4316, 22, 42hbimd 1108 . . . . . . 7 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → ((∀x(yvvw) → ∃wy(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)) → ∀z(∀x(yvvw) → ∃wy(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w))))
44 nd5 4922 . . . . . . . . . . . 12 (¬ ∀z z = x → (v = z → ∀x v = z))
4544imdistani 443 . . . . . . . . . . 11 ((¬ ∀z z = xv = z) → (¬ ∀z z = x ⋀ ∀x v = z))
46 hba1 1001 . . . . . . . . . . . . 13 (∀x v = z → ∀xx v = z)
47 elequ2 1135 . . . . . . . . . . . . . . 15 (v = z → (yvyz))
48 elequ1 1134 . . . . . . . . . . . . . . 15 (v = z → (vwzw))
4947, 48anbi12d 627 . . . . . . . . . . . . . 14 (v = z → ((yvvw) ↔ (yzzw)))
5049a4s 982 . . . . . . . . . . . . 13 (∀x v = z → ((yvvw) ↔ (yzzw)))
5146, 50albid 1102 . . . . . . . . . . . 12 (∀x v = z → (∀x(yvvw) ↔ ∀x(yzzw)))
5251adantl 388 . . . . . . . . . . 11 ((¬ ∀z z = x ⋀ ∀x v = z) → (∀x(yvvw) ↔ ∀x(yzzw)))
5345, 52syl 10 . . . . . . . . . 10 ((¬ ∀z z = xv = z) → (∀x(yvvw) ↔ ∀x(yzzw)))
5453adantlr 393 . . . . . . . . 9 (((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) ⋀ v = z) → (∀x(yvvw) ↔ ∀x(yzzw)))
55 nd5 4922 . . . . . . . . . . . . 13 (¬ ∀z z = y → (v = z → ∀y v = z))
56 nd5 4922 . . . . . . . . . . . . . 14 (¬ ∀z z = w → (v = z → ∀w v = z))
579, 56hbald 1111 . . . . . . . . . . . . 13 (¬ ∀z z = w → (∀y v = z → ∀wy v = z))
5855, 57sylan9 468 . . . . . . . . . . . 12 ((¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w) → (v = z → ∀wy v = z))
5958imdistani 443 . . . . . . . . . . 11 (((¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w) ⋀ v = z) → ((¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w) ⋀ ∀wy v = z))
60 hba1 1001 . . . . . . . . . . . . 13 (∀wy v = z → ∀wwy v = z)
61 hba2 1011 . . . . . . . . . . . . . 14 (∀wy v = z → ∀ywy v = z)
6249a4s 982 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (∀y v = z → ((yvvw) ↔ (yzzw)))
6362a4s 982 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (∀wy v = z → ((yvvw) ↔ (yzzw)))
6463anbi1d 616 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (∀wy v = z → (((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ ((yzzw) ⋀ (ywwx))))
6560, 64exbid 1103 . . . . . . . . . . . . . . 15 (∀wy v = z → (∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ ∃w((yzzw) ⋀ (ywwx))))
6665bibi1d 618 . . . . . . . . . . . . . 14 (∀wy v = z → ((∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w) ↔ (∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
6761, 66albid 1102 . . . . . . . . . . . . 13 (∀wy v = z → (∀y(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w) ↔ ∀y(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
6860, 67exbid 1103 . . . . . . . . . . . 12 (∀wy v = z → (∃wy(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w) ↔ ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
6968adantl 388 . . . . . . . . . . 11 (((¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w) ⋀ ∀wy v = z) → (∃wy(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w) ↔ ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
7059, 69syl 10 . . . . . . . . . 10 (((¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w) ⋀ v = z) → (∃wy(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w) ↔ ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
7170adantll 392 . . . . . . . . 9 (((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) ⋀ v = z) → (∃wy(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w) ↔ ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
7254, 71imbi12d 625 . . . . . . . 8 (((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) ⋀ v = z) → ((∀x(yvvw) → ∃wy(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)) ↔ (∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w))))
7372ex 373 . . . . . . 7 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → (v = z → ((∀x(yvvw) → ∃wy(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)) ↔ (∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))))
7416, 43, 73cbvald 1318 . . . . . 6 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → (∀v(∀x(yvvw) → ∃wy(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)) ↔ ∀z(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w))))
7511, 74albid 1102 . . . . 5 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → (∀yv(∀x(yvvw) → ∃wy(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)) ↔ ∀yz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w))))
766, 75exbid 1103 . . . 4 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → (∃xyv(∀x(yvvw) → ∃wy(∃w((yvvw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)) ↔ ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w))))
771, 76mpbii 193 . . 3 ((¬ ∀z z = x ⋀ (¬ ∀z z = y ⋀ ¬ ∀z z = w)) → ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
7877exp32 377 . 2 (¬ ∀z z = x → (¬ ∀z z = y → (¬ ∀z z = w → ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))))
79 axacndlem2 4940 . . 3 (∀x x = z → ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
8079alequcoms 1141 . 2 (∀z z = x → ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
81 axacndlem3 4941 . . 3 (∀y y = z → ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
8281alequcoms 1141 . 2 (∀z z = y → ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
83 hbae 1143 . . . 4 (∀z z = w → ∀yz z = w)
84 nd3 4920 . . . . . . 7 (∀z z = w → ¬ ∀x zw)
8584pm2.21d 78 . . . . . 6 (∀z z = w → (∀x zw → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
86 pm3.27 323 . . . . . . 7 ((yzzw) → zw)
878619.20i 990 . . . . . 6 (∀x(yzzw) → ∀x zw)
8885, 87syl5 21 . . . . 5 (∀z z = w → (∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
8988a5i 987 . . . 4 (∀z z = w → ∀z(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
9083, 8919.21ai 996 . . 3 (∀z z = w → ∀yz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
91 19.8a 1027 . . 3 (∀yz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)) → ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
9290, 91syl 10 . 2 (∀z z = w → ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w)))
9378, 80, 82, 92pm2.61iii 132 1 xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ⋀ (ywwx)) ↔ y = w))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  ¬ wn 2   → wi 3   ↔ wb 146   ⋀ wa 223  ∀wal 952   = wceq 954   ∈ wcel 956  ∃wex 978
This theorem is referenced by:  zfcndac 4951
This theorem was proved from axioms:  ax-1 4  ax-2 5  ax-3 6  ax-mp 7  ax-7 960  ax-gen 961  ax-8 962  ax-10 964  ax-11 965  ax-12 966  ax-13 967  ax-14 968  ax-17 969  ax-4 971  ax-5o 973  ax-6o 976  ax-9o 1121  ax-10o 1138  ax-16 1208  ax-11o 1216  ax-15 1358  ax-ext 1457  ax-sep 2698  ax-pow 2737  ax-pr 2774  ax-reg 4573  ax-ac 4724
This theorem depends on definitions:  df-bi 147  df-or 224  df-an 225  df-3an 776  df-ex 979  df-sb 1170  df-eu 1380  df-mo 1381  df-clab 1462  df-cleq 1467  df-clel 1470  df-ne 1584  df-ral 1646  df-rex 1647  df-v 1808  df-dif 2045  df-un 2046  df-in 2047  df-ss 2049  df-nul 2277  df-pw 2398  df-sn 2408  df-pr 2409  df-op 2412  df-br 2615  df-opab 2662  df-eprel 2827  df-fr 2912
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