Theorem ac6 10378

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 10382, 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 4029	. . . . . 6 ⊢ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ⊆ 𝐵
4	3	rgenw 3052	. . . . 5 ⊢ ∀𝑥 ∈ 𝐴 {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ⊆ 𝐵
5		iunss 4995	. . . . 5 ⊢ (∪ 𝑥 ∈ 𝐴 {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ⊆ 𝐵 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ⊆ 𝐵)
6	4, 5	mpbir 231	. . . 4 ⊢ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ⊆ 𝐵
7	2, 6	ssexi 5262	. . 3 ⊢ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ∈ V
8		numth3 10368	. . 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 10377	. 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 1453	1 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → ∃𝑓(𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝜓))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1541  ∃wex 1780   ∈ wcel 2113  ∀wral 3048  ∃wrex 3057  {crab 3396  Vcvv 3437   ⊆ wss 3898  ∪ ciun 4941  dom cdm 5619  ⟶wf 6482  ‘cfv 6486  cardccrd 9835

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2182  ax-ext 2705  ax-rep 5219  ax-sep 5236  ax-nul 5246  ax-pow 5305  ax-pr 5372  ax-un 7674  ax-ac2 10361

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2725  df-clel 2808  df-nfc 2882  df-ne 2930  df-ral 3049  df-rex 3058  df-rmo 3347  df-reu 3348  df-rab 3397  df-v 3439  df-sbc 3738  df-csb 3847  df-dif 3901  df-un 3903  df-in 3905  df-ss 3915  df-pss 3918  df-nul 4283  df-if 4475  df-pw 4551  df-sn 4576  df-pr 4578  df-op 4582  df-uni 4859  df-int 4898  df-iun 4943  df-br 5094  df-opab 5156  df-mpt 5175  df-tr 5201  df-id 5514  df-eprel 5519  df-po 5527  df-so 5528  df-fr 5572  df-se 5573  df-we 5574  df-xp 5625  df-rel 5626  df-cnv 5627  df-co 5628  df-dm 5629  df-rn 5630  df-res 5631  df-ima 5632  df-pred 6253  df-ord 6314  df-on 6315  df-suc 6317  df-iota 6442  df-fun 6488  df-fn 6489  df-f 6490  df-f1 6491  df-fo 6492  df-f1o 6493  df-fv 6494  df-isom 6495  df-riota 7309  df-ov 7355  df-2nd 7928  df-frecs 8217  df-wrecs 8248  df-recs 8297  df-en 8876  df-card 9839  df-ac 10014

This theorem is referenced by:  ac6c4  10379  ac6s  10382  wlkiswwlksupgr2  29857