Theorem ac6 10452

Description: Equivalent of Axiom of Choice. This is useful for proving that there exists, for example, a sequence mapping natural numbers to members of a larger set 𝐵, where 𝜑 depends on 𝑥 (the natural number) and 𝑦 (to specify a member of 𝐵). A stronger version of this theorem, ac6s 10456, allows 𝐵 to be a proper class. (Contributed by NM, 18-Oct-1999.) (Revised by Mario Carneiro, 27-Aug-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
ac6.1	⊢ 𝐴 ∈ V
ac6.2	⊢ 𝐵 ∈ V
ac6.3	⊢ (𝑦 = (𝑓‘𝑥) → (𝜑 ↔ 𝜓))

Assertion

Ref	Expression
ac6	⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → ∃𝑓(𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝜓))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑓,𝐴   𝑦,𝑓,𝐵,𝑥   𝜑,𝑓   𝜓,𝑦

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦)   𝜓(𝑥,𝑓)   𝐴(𝑦)

Proof of Theorem ac6

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ac6.1	. 2 ⊢ 𝐴 ∈ V
2		ac6.2	. . . 4 ⊢ 𝐵 ∈ V
3		ssrab2 4036	. . . . . 6 ⊢ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ⊆ 𝐵
4	3	rgenw 3083	. . . . 5 ⊢ ∀𝑥 ∈ 𝐴 {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ⊆ 𝐵
5		iunss 5005	. . . . 5 ⊢ (∪ 𝑥 ∈ 𝐴 {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ⊆ 𝐵 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ⊆ 𝐵)
6	4, 5	mpbir 234	. . . 4 ⊢ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ⊆ 𝐵
7	2, 6	ssexi 5283	. . 3 ⊢ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ∈ V
8		numth3 10442	. . 3 ⊢ (∪ 𝑥 ∈ 𝐴 {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ∈ V → ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ∈ dom card)
9	7, 8	ax-mp 5	. 2 ⊢ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ∈ dom card
10		ac6.3	. . 3 ⊢ (𝑦 = (𝑓‘𝑥) → (𝜑 ↔ 𝜓))
11	10	ac6num 10451	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ V ∧ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ∈ dom card ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑) → ∃𝑓(𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝜓))
12	1, 9, 11	mp3an12 1475	1 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → ∃𝑓(𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝜓))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   = wceq 1563  ∃wex 1802   ∈ wcel 2145  ∀wral 3079  ∃wrex 3089  {crab 3417  Vcvv 3457   ⊆ wss 3907  ∪ ciun 4952  dom cdm 5652  ⟶wf 6521  ‘cfv 6525  cardccrd 9909

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1818  ax-4 1832  ax-5 1933  ax-6 1990  ax-7 2031  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2737  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5327  ax-pr 5395  ax-un 7722  ax-ac2 10435

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1566  df-fal 1576  df-ex 1803  df-nf 1807  df-sb 2094  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3418  df-v 3459  df-sbc 3748  df-csb 3856  df-dif 3910  df-un 3912  df-in 3914  df-ss 3924  df-pss 3927  df-nul 4289  df-if 4484  df-pw 4560  df-sn 4586  df-pr 4588  df-op 4592  df-uni 4869  df-int 4909  df-iun 4954  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5547  df-eprel 5552  df-po 5560  df-so 5561  df-fr 5605  df-se 5606  df-we 5607  df-xp 5658  df-rel 5659  df-cnv 5660  df-co 5661  df-dm 5662  df-rn 5663  df-res 5664  df-ima 5665  df-pred 6292  df-ord 6353  df-on 6354  df-suc 6356  df-iota 6481  df-fun 6527  df-fn 6528  df-f 6529  df-f1 6530  df-fo 6531  df-f1o 6532  df-fv 6533  df-isom 6534  df-riota 7357  df-ov 7403  df-2nd 7975  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8346  df-en 8932  df-card 9913  df-ac 10088

This theorem is referenced by:  ac6c4  10453  ac6s  10456  wlkiswwlksupgr2  30135