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Theorem 2eu4 2068
Description: This theorem provides us with a definition of double existential uniqueness ("exactly one 
x and exactly one  y"). Naively one might think (incorrectly) that it could be defined by  E! x E! y ph. See 2exeu 2067 for a one-way implication. (Contributed by NM, 3-Dec-2001.)
Assertion
Ref Expression
2eu4  |-  ( ( E! x E. y ph  /\  E! y E. x ph )  <->  ( E. x E. y ph  /\  E. z E. w A. x A. y ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) ) )
Distinct variable groups:    x, y, z, w    ph, z, w
Allowed substitution hints:    ph( x, y)

Proof of Theorem 2eu4
StepHypRef Expression
1 ax-17 1489 . . . 4  |-  ( E. y ph  ->  A. z E. y ph )
21eu3h 2020 . . 3  |-  ( E! x E. y ph  <->  ( E. x E. y ph  /\  E. z A. x ( E. y ph  ->  x  =  z ) ) )
3 ax-17 1489 . . . 4  |-  ( E. x ph  ->  A. w E. x ph )
43eu3h 2020 . . 3  |-  ( E! y E. x ph  <->  ( E. y E. x ph  /\  E. w A. y ( E. x ph  ->  y  =  w ) ) )
52, 4anbi12i 453 . 2  |-  ( ( E! x E. y ph  /\  E! y E. x ph )  <->  ( ( E. x E. y ph  /\ 
E. z A. x
( E. y ph  ->  x  =  z ) )  /\  ( E. y E. x ph  /\ 
E. w A. y
( E. x ph  ->  y  =  w ) ) ) )
6 an4 558 . 2  |-  ( ( ( E. x E. y ph  /\  E. z A. x ( E. y ph  ->  x  =  z ) )  /\  ( E. y E. x ph  /\ 
E. w A. y
( E. x ph  ->  y  =  w ) ) )  <->  ( ( E. x E. y ph  /\ 
E. y E. x ph )  /\  ( E. z A. x ( E. y ph  ->  x  =  z )  /\  E. w A. y ( E. x ph  ->  y  =  w ) ) ) )
7 excom 1625 . . . . 5  |-  ( E. y E. x ph  <->  E. x E. y ph )
87anbi2i 450 . . . 4  |-  ( ( E. x E. y ph  /\  E. y E. x ph )  <->  ( E. x E. y ph  /\  E. x E. y ph ) )
9 anidm 391 . . . 4  |-  ( ( E. x E. y ph  /\  E. x E. y ph )  <->  E. x E. y ph )
108, 9bitri 183 . . 3  |-  ( ( E. x E. y ph  /\  E. y E. x ph )  <->  E. x E. y ph )
11 hba1 1503 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. x A. y ( ph  ->  y  =  w )  ->  A. x A. x A. y ( ph  ->  y  =  w ) )
121119.3h 1515 . . . . . . . . 9  |-  ( A. x A. x A. y
( ph  ->  y  =  w )  <->  A. x A. y ( ph  ->  y  =  w ) )
1312anbi2i 450 . . . . . . . 8  |-  ( ( A. x A. y
( ph  ->  x  =  z )  /\  A. x A. x A. y
( ph  ->  y  =  w ) )  <->  ( A. x A. y ( ph  ->  x  =  z )  /\  A. x A. y ( ph  ->  y  =  w ) ) )
14 19.26 1440 . . . . . . . 8  |-  ( A. x ( A. y
( ph  ->  x  =  z )  /\  A. x A. y ( ph  ->  y  =  w ) )  <->  ( A. x A. y ( ph  ->  x  =  z )  /\  A. x A. x A. y ( ph  ->  y  =  w ) ) )
15 jcab 575 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) )  <->  ( ( ph  ->  x  =  z )  /\  ( ph  ->  y  =  w ) ) )
1615albii 1429 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A. y ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w )
)  <->  A. y ( (
ph  ->  x  =  z )  /\  ( ph  ->  y  =  w ) ) )
17 19.26 1440 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A. y ( ( ph  ->  x  =  z )  /\  ( ph  ->  y  =  w ) )  <-> 
( A. y (
ph  ->  x  =  z )  /\  A. y
( ph  ->  y  =  w ) ) )
1816, 17bitri 183 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. y ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w )
)  <->  ( A. y
( ph  ->  x  =  z )  /\  A. y ( ph  ->  y  =  w ) ) )
1918albii 1429 . . . . . . . . 9  |-  ( A. x A. y ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) )  <->  A. x
( A. y (
ph  ->  x  =  z )  /\  A. y
( ph  ->  y  =  w ) ) )
20 19.26 1440 . . . . . . . . 9  |-  ( A. x ( A. y
( ph  ->  x  =  z )  /\  A. y ( ph  ->  y  =  w ) )  <-> 
( A. x A. y ( ph  ->  x  =  z )  /\  A. x A. y (
ph  ->  y  =  w ) ) )
2119, 20bitri 183 . . . . . . . 8  |-  ( A. x A. y ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) )  <->  ( A. x A. y ( ph  ->  x  =  z )  /\  A. x A. y ( ph  ->  y  =  w ) ) )
2213, 14, 213bitr4ri 212 . . . . . . 7  |-  ( A. x A. y ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) )  <->  A. x
( A. y (
ph  ->  x  =  z )  /\  A. x A. y ( ph  ->  y  =  w ) ) )
23 19.26 1440 . . . . . . . . 9  |-  ( A. y ( A. y
( ph  ->  x  =  z )  /\  A. x ( ph  ->  y  =  w ) )  <-> 
( A. y A. y ( ph  ->  x  =  z )  /\  A. y A. x (
ph  ->  y  =  w ) ) )
24 hba1 1503 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A. y ( ph  ->  x  =  z )  ->  A. y A. y (
ph  ->  x  =  z ) )
252419.3h 1515 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. y A. y ( ph  ->  x  =  z )  <->  A. y ( ph  ->  x  =  z ) )
26 alcom 1437 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. y A. x ( ph  ->  y  =  w )  <->  A. x A. y (
ph  ->  y  =  w ) )
2725, 26anbi12i 453 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A. y A. y
( ph  ->  x  =  z )  /\  A. y A. x ( ph  ->  y  =  w ) )  <->  ( A. y
( ph  ->  x  =  z )  /\  A. x A. y ( ph  ->  y  =  w ) ) )
2823, 27bitri 183 . . . . . . . 8  |-  ( A. y ( A. y
( ph  ->  x  =  z )  /\  A. x ( ph  ->  y  =  w ) )  <-> 
( A. y (
ph  ->  x  =  z )  /\  A. x A. y ( ph  ->  y  =  w ) ) )
2928albii 1429 . . . . . . 7  |-  ( A. x A. y ( A. y ( ph  ->  x  =  z )  /\  A. x ( ph  ->  y  =  w ) )  <->  A. x ( A. y
( ph  ->  x  =  z )  /\  A. x A. y ( ph  ->  y  =  w ) ) )
3022, 29bitr4i 186 . . . . . 6  |-  ( A. x A. y ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) )  <->  A. x A. y ( A. y
( ph  ->  x  =  z )  /\  A. x ( ph  ->  y  =  w ) ) )
31 19.23v 1837 . . . . . . . 8  |-  ( A. y ( ph  ->  x  =  z )  <->  ( E. y ph  ->  x  =  z ) )
32 19.23v 1837 . . . . . . . 8  |-  ( A. x ( ph  ->  y  =  w )  <->  ( E. x ph  ->  y  =  w ) )
3331, 32anbi12i 453 . . . . . . 7  |-  ( ( A. y ( ph  ->  x  =  z )  /\  A. x (
ph  ->  y  =  w ) )  <->  ( ( E. y ph  ->  x  =  z )  /\  ( E. x ph  ->  y  =  w ) ) )
34332albii 1430 . . . . . 6  |-  ( A. x A. y ( A. y ( ph  ->  x  =  z )  /\  A. x ( ph  ->  y  =  w ) )  <->  A. x A. y ( ( E. y ph  ->  x  =  z )  /\  ( E. x ph  ->  y  =  w ) ) )
35 hbe1 1454 . . . . . . . 8  |-  ( E. y ph  ->  A. y E. y ph )
36 ax-17 1489 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  z  ->  A. y  x  =  z )
3735, 36hbim 1507 . . . . . . 7  |-  ( ( E. y ph  ->  x  =  z )  ->  A. y ( E. y ph  ->  x  =  z ) )
38 hbe1 1454 . . . . . . . 8  |-  ( E. x ph  ->  A. x E. x ph )
39 ax-17 1489 . . . . . . . 8  |-  ( y  =  w  ->  A. x  y  =  w )
4038, 39hbim 1507 . . . . . . 7  |-  ( ( E. x ph  ->  y  =  w )  ->  A. x ( E. x ph  ->  y  =  w ) )
4137, 40aaanh 1548 . . . . . 6  |-  ( A. x A. y ( ( E. y ph  ->  x  =  z )  /\  ( E. x ph  ->  y  =  w ) )  <-> 
( A. x ( E. y ph  ->  x  =  z )  /\  A. y ( E. x ph  ->  y  =  w ) ) )
4230, 34, 413bitri 205 . . . . 5  |-  ( A. x A. y ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) )  <->  ( A. x ( E. y ph  ->  x  =  z )  /\  A. y
( E. x ph  ->  y  =  w ) ) )
43422exbii 1568 . . . 4  |-  ( E. z E. w A. x A. y ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) )  <->  E. z E. w ( A. x
( E. y ph  ->  x  =  z )  /\  A. y ( E. x ph  ->  y  =  w ) ) )
44 eeanv 1882 . . . 4  |-  ( E. z E. w ( A. x ( E. y ph  ->  x  =  z )  /\  A. y ( E. x ph  ->  y  =  w ) )  <->  ( E. z A. x ( E. y ph  ->  x  =  z )  /\  E. w A. y ( E. x ph  ->  y  =  w ) ) )
4543, 44bitr2i 184 . . 3  |-  ( ( E. z A. x
( E. y ph  ->  x  =  z )  /\  E. w A. y ( E. x ph  ->  y  =  w ) )  <->  E. z E. w A. x A. y ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w )
) )
4610, 45anbi12i 453 . 2  |-  ( ( ( E. x E. y ph  /\  E. y E. x ph )  /\  ( E. z A. x
( E. y ph  ->  x  =  z )  /\  E. w A. y ( E. x ph  ->  y  =  w ) ) )  <->  ( E. x E. y ph  /\  E. z E. w A. x A. y ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) ) )
475, 6, 463bitri 205 1  |-  ( ( E! x E. y ph  /\  E! y E. x ph )  <->  ( E. x E. y ph  /\  E. z E. w A. x A. y ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 103    <-> wb 104   A.wal 1312   E.wex 1451   E!weu 1975
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-io 681  ax-5 1406  ax-7 1407  ax-gen 1408  ax-ie1 1452  ax-ie2 1453  ax-8 1465  ax-10 1466  ax-11 1467  ax-i12 1468  ax-bndl 1469  ax-4 1470  ax-17 1489  ax-i9 1493  ax-ial 1497  ax-i5r 1498
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-nf 1420  df-sb 1719  df-eu 1978
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