Theorem euexex 2172

Description: Existential uniqueness and "at most one" double quantification. (Contributed by Jim Kingdon, 28-Dec-2018.)

Hypothesis

Ref	Expression
euexex.1	⊢ Ⅎ𝑦𝜑

Assertion

Ref	Expression
euexex	⊢ ((∃!𝑥𝜑 ∧ ∀𝑥∃*𝑦𝜓) → ∃*𝑦∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓))

Proof of Theorem euexex

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eu5 2134	. . 3 ⊢ (∃!𝑥𝜑 ↔ (∃𝑥𝜑 ∧ ∃*𝑥𝜑))
2		nfmo1 2098	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑥∃*𝑥𝜑
3		nfa1 1594	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑥∀𝑥∃*𝑦𝜓
4		nfe1 1549	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑥∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓)
5	4	nfmo 2106	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑥∃*𝑦∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓)
6	3, 5	nfim 1625	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑥(∀𝑥∃*𝑦𝜓 → ∃*𝑦∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓))
7	2, 6	nfim 1625	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑥(∃*𝑥𝜑 → (∀𝑥∃*𝑦𝜓 → ∃*𝑦∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓)))
8		euexex.1	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑦𝜑
9	8	nfmo 2106	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑦∃*𝑥𝜑
10		mopick 2165	. . . . . . . . 9 ⊢ ((∃*𝑥𝜑 ∧ ∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓)) → (𝜑 → 𝜓))
11	10	ex 115	. . . . . . . 8 ⊢ (∃*𝑥𝜑 → (∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) → (𝜑 → 𝜓)))
12	11	com3r 79	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (∃*𝑥𝜑 → (∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) → 𝜓)))
13	8, 9, 12	alrimd 1663	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (∃*𝑥𝜑 → ∀𝑦(∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) → 𝜓)))
14		moim 2151	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑦(∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) → 𝜓) → (∃*𝑦𝜓 → ∃*𝑦∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓)))
15	14	spsd 1591	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑦(∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓) → 𝜓) → (∀𝑥∃*𝑦𝜓 → ∃*𝑦∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓)))
16	13, 15	syl6 33	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (∃*𝑥𝜑 → (∀𝑥∃*𝑦𝜓 → ∃*𝑦∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓))))
17	7, 16	exlimi 1647	. . . 4 ⊢ (∃𝑥𝜑 → (∃*𝑥𝜑 → (∀𝑥∃*𝑦𝜓 → ∃*𝑦∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓))))
18	17	imp 124	. . 3 ⊢ ((∃𝑥𝜑 ∧ ∃*𝑥𝜑) → (∀𝑥∃*𝑦𝜓 → ∃*𝑦∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓)))
19	1, 18	sylbi 121	. 2 ⊢ (∃!𝑥𝜑 → (∀𝑥∃*𝑦𝜓 → ∃*𝑦∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓)))
20	19	imp 124	1 ⊢ ((∃!𝑥𝜑 ∧ ∀𝑥∃*𝑦𝜓) → ∃*𝑦∃𝑥(𝜑 ∧ 𝜓))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104  ∀wal 1400  Ⅎwnf 1513  ∃wex 1545  ∃!weu 2086  ∃*wmo 2087

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-tru 1405  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090

This theorem is referenced by:  mosubt  3003  funco  5412