Theorem ac6 10390

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 10394, 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 4032	. . . . . 6 ⊢ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ⊆ 𝐵
4	3	rgenw 3055	. . . . 5 ⊢ ∀𝑥 ∈ 𝐴 {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ⊆ 𝐵
5		iunss 5000	. . . . 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 5267	. . 3 ⊢ ∪ 𝑥 ∈ 𝐴 {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝜑} ∈ V
8		numth3 10380	. . 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 10389	. 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 3051  ∃wrex 3060  {crab 3399  Vcvv 3440   ⊆ wss 3901  ∪ ciun 4946  dom cdm 5624  ⟶wf 6488  ‘cfv 6492  cardccrd 9847

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 2184  ax-ext 2708  ax-rep 5224  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pow 5310  ax-pr 5377  ax-un 7680  ax-ac2 10373

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 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3350  df-reu 3351  df-rab 3400  df-v 3442  df-sbc 3741  df-csb 3850  df-dif 3904  df-un 3906  df-in 3908  df-ss 3918  df-pss 3921  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4581  df-pr 4583  df-op 4587  df-uni 4864  df-int 4903  df-iun 4948  df-br 5099  df-opab 5161  df-mpt 5180  df-tr 5206  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-se 5578  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-isom 6501  df-riota 7315  df-ov 7361  df-2nd 7934  df-frecs 8223  df-wrecs 8254  df-recs 8303  df-en 8884  df-card 9851  df-ac 10026

This theorem is referenced by:  ac6c4  10391  ac6s  10394  wlkiswwlksupgr2  29950