| Step | Hyp | Ref | Expression | 
|---|
| 1 |  | df-ral 3061 | . . . . 5
⊢
(∀𝑡 ∈
𝑧 ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢) ↔ ∀𝑡(𝑡 ∈ 𝑧 → ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢))) | 
| 2 |  | 19.23v 1941 | . . . . 5
⊢
(∀𝑡(𝑡 ∈ 𝑧 → ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢)) ↔ (∃𝑡 𝑡 ∈ 𝑧 → ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢))) | 
| 3 | 1, 2 | bitri 275 | . . . 4
⊢
(∀𝑡 ∈
𝑧 ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢) ↔ (∃𝑡 𝑡 ∈ 𝑧 → ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢))) | 
| 4 |  | biidd 262 | . . . . 5
⊢ (𝑤 = 𝑡 → (∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢) ↔ ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢))) | 
| 5 | 4 | cbvralvw 3236 | . . . 4
⊢
(∀𝑤 ∈
𝑧 ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢) ↔ ∀𝑡 ∈ 𝑧 ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢)) | 
| 6 |  | n0 4352 | . . . . 5
⊢ (𝑧 ≠ ∅ ↔
∃𝑡 𝑡 ∈ 𝑧) | 
| 7 |  | elequ2 2122 | . . . . . . . . 9
⊢ (𝑣 = 𝑢 → (𝑧 ∈ 𝑣 ↔ 𝑧 ∈ 𝑢)) | 
| 8 |  | elequ2 2122 | . . . . . . . . 9
⊢ (𝑣 = 𝑢 → (𝑤 ∈ 𝑣 ↔ 𝑤 ∈ 𝑢)) | 
| 9 | 7, 8 | anbi12d 632 | . . . . . . . 8
⊢ (𝑣 = 𝑢 → ((𝑧 ∈ 𝑣 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣) ↔ (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑤 ∈ 𝑢))) | 
| 10 | 9 | cbvrexvw 3237 | . . . . . . 7
⊢
(∃𝑣 ∈
𝑦 (𝑧 ∈ 𝑣 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣) ↔ ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑤 ∈ 𝑢)) | 
| 11 | 10 | reubii 3388 | . . . . . 6
⊢
(∃!𝑤 ∈
𝑧 ∃𝑣 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑣 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣) ↔ ∃!𝑤 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑤 ∈ 𝑢)) | 
| 12 |  | elequ1 2114 | . . . . . . . . 9
⊢ (𝑤 = 𝑣 → (𝑤 ∈ 𝑢 ↔ 𝑣 ∈ 𝑢)) | 
| 13 | 12 | anbi2d 630 | . . . . . . . 8
⊢ (𝑤 = 𝑣 → ((𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑤 ∈ 𝑢) ↔ (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢))) | 
| 14 | 13 | rexbidv 3178 | . . . . . . 7
⊢ (𝑤 = 𝑣 → (∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑤 ∈ 𝑢) ↔ ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢))) | 
| 15 | 14 | cbvreuvw 3403 | . . . . . 6
⊢
(∃!𝑤 ∈
𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑤 ∈ 𝑢) ↔ ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢)) | 
| 16 | 11, 15 | bitri 275 | . . . . 5
⊢
(∃!𝑤 ∈
𝑧 ∃𝑣 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑣 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣) ↔ ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢)) | 
| 17 | 6, 16 | imbi12i 350 | . . . 4
⊢ ((𝑧 ≠ ∅ →
∃!𝑤 ∈ 𝑧 ∃𝑣 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑣 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)) ↔ (∃𝑡 𝑡 ∈ 𝑧 → ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢))) | 
| 18 | 3, 5, 17 | 3bitr4i 303 | . . 3
⊢
(∀𝑤 ∈
𝑧 ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢) ↔ (𝑧 ≠ ∅ → ∃!𝑤 ∈ 𝑧 ∃𝑣 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑣 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣))) | 
| 19 | 18 | ralbii 3092 | . 2
⊢
(∀𝑧 ∈
𝑥 ∀𝑤 ∈ 𝑧 ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑥 (𝑧 ≠ ∅ → ∃!𝑤 ∈ 𝑧 ∃𝑣 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑣 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣))) | 
| 20 | 19 | exbii 1847 | 1
⊢
(∃𝑦∀𝑧 ∈ 𝑥 ∀𝑤 ∈ 𝑧 ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢) ↔ ∃𝑦∀𝑧 ∈ 𝑥 (𝑧 ≠ ∅ → ∃!𝑤 ∈ 𝑧 ∃𝑣 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑣 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣))) |