Theorem 2reu3 48124

Description: Double restricted existential uniqueness, analogous to 2eu3 2679. (Contributed by Alexander van der Vekens, 29-Jun-2017.)

Assertion

Ref	Expression
2reu3	⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∨ ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑) → ((∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃!𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑) ↔ (∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐴   𝑥,𝐵,𝑦

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥, 𝑦)

Proof of Theorem 2reu3

Step	Hyp	Ref	Expression
1		orcom 884	. . . . . . 7 ⊢ ((∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∨ ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑) ↔ (∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∨ ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑))
2	1	ralbii 3109	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∨ ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∨ ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑))
3		nfrmo1 3393	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑦∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑
4	3	r19.32 48112	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∨ ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑) ↔ (∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∨ ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑))
5	2, 4	bitri 278	. . . . 5 ⊢ (∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∨ ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑) ↔ (∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∨ ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑))
6		orcom 884	. . . . 5 ⊢ ((∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∨ ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑) ↔ (∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∨ ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑))
7	5, 6	bitri 278	. . . 4 ⊢ (∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∨ ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑) ↔ (∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∨ ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑))
8	7	ralbii 3109	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∨ ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 (∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∨ ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑))
9		nfcv 2923	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑥𝐵
10		nfrmo1 3393	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑥∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑
11	9, 10	nfralw 3310	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑥∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑
12	11	r19.32 48112	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 (∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∨ ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑) ↔ (∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∨ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑))
13	8, 12	bitri 278	. 2 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∨ ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑) ↔ (∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∨ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑))
14		2reu1 3845	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 → (∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ↔ (∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∧ ∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑)))
15	14	biimpd 232	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 → (∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 → (∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∧ ∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑)))
16		ancom 466	. . . . . 6 ⊢ ((∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∧ ∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑) ↔ (∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑))
17	15, 16	imbitrdi 254	. . . . 5 ⊢ (∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 → (∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 → (∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑)))
18	17	adantld 496	. . . 4 ⊢ (∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 → ((∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃!𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑) → (∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑)))
19		2reu1 3845	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → (∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃!𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ↔ (∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑)))
20	19	biimpd 232	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → (∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃!𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → (∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑)))
21	20	adantrd 497	. . . 4 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → ((∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃!𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑) → (∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑)))
22	18, 21	jaoi 871	. . 3 ⊢ ((∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∨ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑) → ((∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃!𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑) → (∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑)))
23		2rexreu 3720	. . . 4 ⊢ ((∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑) → ∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃!𝑦 ∈ 𝐵 𝜑)
24		2rexreu 3720	. . . . 5 ⊢ ((∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∧ ∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑) → ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑)
25	24	ancoms 464	. . . 4 ⊢ ((∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑) → ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑)
26	23, 25	jca 521	. . 3 ⊢ ((∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑) → (∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃!𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑))
27	22, 26	impbid1 228	. 2 ⊢ ((∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∨ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑) → ((∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃!𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑) ↔ (∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑)))
28	13, 27	sylbi 220	1 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (∃*𝑥 ∈ 𝐴 𝜑 ∨ ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝜑) → ((∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃!𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃!𝑥 ∈ 𝐴 𝜑) ↔ (∃!𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ∧ ∃!𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝜑)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861  ∀wral 3077  ∃wrex 3087  ∃!wreu 3364  ∃*wrmo 3365

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-tru 1573  df-ex 1813  df-nf 1817  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367

This theorem is used by: (None)