Theorem 2exeu 2111

Description: Double existential uniqueness implies double unique existential quantification. (Contributed by NM, 3-Dec-2001.)

Assertion

Ref	Expression
2exeu	⊢ ((∃!𝑥∃𝑦𝜑 ∧ ∃!𝑦∃𝑥𝜑) → ∃!𝑥∃!𝑦𝜑)

Proof of Theorem 2exeu

Step	Hyp	Ref	Expression
1		excom 1657	. . . . 5 ⊢ (∃𝑦∃𝑥𝜑 ↔ ∃𝑥∃𝑦𝜑)
2		hbe1 1488	. . . . . . . 8 ⊢ (∃𝑥𝜑 → ∀𝑥∃𝑥𝜑)
3	2	hbmo 2058	. . . . . . 7 ⊢ (∃*𝑦∃𝑥𝜑 → ∀𝑥∃*𝑦∃𝑥𝜑)
4	3	19.41h 1678	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑥(∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦∃𝑥𝜑) ↔ (∃𝑥∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦∃𝑥𝜑))
5		19.8a 1583	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥𝜑)
6	5	moimi 2084	. . . . . . . 8 ⊢ (∃*𝑦∃𝑥𝜑 → ∃*𝑦𝜑)
7	6	anim2i 340	. . . . . . 7 ⊢ ((∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦∃𝑥𝜑) → (∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑))
8	7	eximi 1593	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑥(∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦∃𝑥𝜑) → ∃𝑥(∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑))
9	4, 8	sylbir 134	. . . . 5 ⊢ ((∃𝑥∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦∃𝑥𝜑) → ∃𝑥(∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑))
10	1, 9	sylanb 282	. . . 4 ⊢ ((∃𝑦∃𝑥𝜑 ∧ ∃*𝑦∃𝑥𝜑) → ∃𝑥(∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑))
11		simpl 108	. . . . . 6 ⊢ ((∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑) → ∃𝑦𝜑)
12	11	moimi 2084	. . . . 5 ⊢ (∃*𝑥∃𝑦𝜑 → ∃*𝑥(∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑))
13	12	adantl 275	. . . 4 ⊢ ((∃𝑥∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑥∃𝑦𝜑) → ∃*𝑥(∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑))
14	10, 13	anim12i 336	. . 3 ⊢ (((∃𝑦∃𝑥𝜑 ∧ ∃*𝑦∃𝑥𝜑) ∧ (∃𝑥∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑥∃𝑦𝜑)) → (∃𝑥(∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑) ∧ ∃*𝑥(∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑)))
15	14	ancoms 266	. 2 ⊢ (((∃𝑥∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑥∃𝑦𝜑) ∧ (∃𝑦∃𝑥𝜑 ∧ ∃*𝑦∃𝑥𝜑)) → (∃𝑥(∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑) ∧ ∃*𝑥(∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑)))
16		eu5 2066	. . 3 ⊢ (∃!𝑥∃𝑦𝜑 ↔ (∃𝑥∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑥∃𝑦𝜑))
17		eu5 2066	. . 3 ⊢ (∃!𝑦∃𝑥𝜑 ↔ (∃𝑦∃𝑥𝜑 ∧ ∃*𝑦∃𝑥𝜑))
18	16, 17	anbi12i 457	. 2 ⊢ ((∃!𝑥∃𝑦𝜑 ∧ ∃!𝑦∃𝑥𝜑) ↔ ((∃𝑥∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑥∃𝑦𝜑) ∧ (∃𝑦∃𝑥𝜑 ∧ ∃*𝑦∃𝑥𝜑)))
19		eu5 2066	. . 3 ⊢ (∃!𝑥∃!𝑦𝜑 ↔ (∃𝑥∃!𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑥∃!𝑦𝜑))
20		eu5 2066	. . . . 5 ⊢ (∃!𝑦𝜑 ↔ (∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑))
21	20	exbii 1598	. . . 4 ⊢ (∃𝑥∃!𝑦𝜑 ↔ ∃𝑥(∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑))
22	20	mobii 2056	. . . 4 ⊢ (∃*𝑥∃!𝑦𝜑 ↔ ∃*𝑥(∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑))
23	21, 22	anbi12i 457	. . 3 ⊢ ((∃𝑥∃!𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑥∃!𝑦𝜑) ↔ (∃𝑥(∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑) ∧ ∃*𝑥(∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑)))
24	19, 23	bitri 183	. 2 ⊢ (∃!𝑥∃!𝑦𝜑 ↔ (∃𝑥(∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑) ∧ ∃*𝑥(∃𝑦𝜑 ∧ ∃*𝑦𝜑)))
25	15, 18, 24	3imtr4i 200	1 ⊢ ((∃!𝑥∃𝑦𝜑 ∧ ∃!𝑦∃𝑥𝜑) → ∃!𝑥∃!𝑦𝜑)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103  ∃wex 1485  ∃!weu 2019  ∃*wmo 2020

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 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-tru 1351  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023

This theorem is referenced by: (None)