Theorem euan 2070

Description: Introduction of a conjunct into unique existential quantifier. (Contributed by NM, 19-Feb-2005.) (Proof shortened by Andrew Salmon, 9-Jul-2011.)

Hypothesis

Ref	Expression
euan.1	⊢ (𝜑 → ∀𝑥𝜑)

Assertion

Ref	Expression
euan	⊢ (∃!𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) ↔ (𝜑 ∧ ∃!𝑥𝜓))

Proof of Theorem euan

Step	Hyp	Ref	Expression
1		euan.1	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥𝜑)
2		simpl 108	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝜑)
3	1, 2	exlimih 1581	. . . . 5 ⊢ (∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) → 𝜑)
4	3	adantr 274	. . . 4 ⊢ ((∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) ∧ ∃*𝑥(𝜑 ∧ 𝜓)) → 𝜑)
5		simpr 109	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝜓) → 𝜓)
6	5	eximi 1588	. . . . 5 ⊢ (∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) → ∃𝑥𝜓)
7	6	adantr 274	. . . 4 ⊢ ((∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) ∧ ∃*𝑥(𝜑 ∧ 𝜓)) → ∃𝑥𝜓)
8		hbe1 1483	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) → ∀𝑥∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓))
9	3	a1d 22	. . . . . . . 8 ⊢ (∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) → (𝜓 → 𝜑))
10	9	ancrd 324	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) → (𝜓 → (𝜑 ∧ 𝜓)))
11	5, 10	impbid2 142	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) → ((𝜑 ∧ 𝜓) ↔ 𝜓))
12	8, 11	mobidh 2048	. . . . 5 ⊢ (∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) → (∃*𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) ↔ ∃*𝑥𝜓))
13	12	biimpa 294	. . . 4 ⊢ ((∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) ∧ ∃*𝑥(𝜑 ∧ 𝜓)) → ∃*𝑥𝜓)
14	4, 7, 13	jca32 308	. . 3 ⊢ ((∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) ∧ ∃*𝑥(𝜑 ∧ 𝜓)) → (𝜑 ∧ (∃𝑥𝜓 ∧ ∃*𝑥𝜓)))
15		eu5 2061	. . 3 ⊢ (∃!𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) ↔ (∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) ∧ ∃*𝑥(𝜑 ∧ 𝜓)))
16		eu5 2061	. . . 4 ⊢ (∃!𝑥𝜓 ↔ (∃𝑥𝜓 ∧ ∃*𝑥𝜓))
17	16	anbi2i 453	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ∃!𝑥𝜓) ↔ (𝜑 ∧ (∃𝑥𝜓 ∧ ∃*𝑥𝜓)))
18	14, 15, 17	3imtr4i 200	. 2 ⊢ (∃!𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) → (𝜑 ∧ ∃!𝑥𝜓))
19		ibar 299	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝜓 ↔ (𝜑 ∧ 𝜓)))
20	1, 19	eubidh 2020	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∃!𝑥𝜓 ↔ ∃!𝑥(𝜑 ∧ 𝜓)))
21	20	biimpa 294	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ ∃!𝑥𝜓) → ∃!𝑥(𝜑 ∧ 𝜓))
22	18, 21	impbii 125	1 ⊢ (∃!𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) ↔ (𝜑 ∧ ∃!𝑥𝜓))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104  ∀wal 1341  ∃wex 1480  ∃!weu 2014  ∃*wmo 2015

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 699  ax-5 1435  ax-7 1436  ax-gen 1437  ax-ie1 1481  ax-ie2 1482  ax-8 1492  ax-10 1493  ax-11 1494  ax-i12 1495  ax-bndl 1497  ax-4 1498  ax-17 1514  ax-i9 1518  ax-ial 1522  ax-i5r 1523

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-nf 1449  df-sb 1751  df-eu 2017  df-mo 2018

This theorem is referenced by:  euanv  2071  2eu7  2108