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Theorem axunnd 10681
Description: A version of the Axiom of Union with no distinct variable conditions. Usage of this theorem is discouraged because it depends on ax-13 2402. (Contributed by NM, 2-Jan-2002.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
axunnd ∃𝑥∀𝑦(∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑥)

Proof of Theorem axunnd
Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 axunndlem1 10680 . . . 4 ∃𝑤∀𝑦(∃𝑤(𝑦 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑤)
2 nfnae 2464 . . . . . 6 Ⅎ𝑥 ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦
3 nfnae 2464 . . . . . 6 Ⅎ𝑥 ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧
42, 3nfan 1932 . . . . 5 Ⅎ𝑥(¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧)
5 nfnae 2464 . . . . . . 7 Ⅎ𝑦 ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦
6 nfnae 2464 . . . . . . 7 Ⅎ𝑦 ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧
75, 6nfan 1932 . . . . . 6 Ⅎ𝑦(¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧)
8 nfv 1947 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑤(¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧)
9 nfcvf 2949 . . . . . . . . . . 11 (¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 → Ⅎ𝑥𝑦)
109adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) → Ⅎ𝑥𝑦)
11 nfcvd 2924 . . . . . . . . . 10 ((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) → Ⅎ𝑥𝑤)
1210, 11nfeld 2934 . . . . . . . . 9 ((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) → Ⅎ𝑥 𝑦 ∈ 𝑤)
13 nfcvf 2949 . . . . . . . . . . 11 (¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧 → Ⅎ𝑥𝑧)
1413adantl 487 . . . . . . . . . 10 ((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) → Ⅎ𝑥𝑧)
1511, 14nfeld 2934 . . . . . . . . 9 ((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) → Ⅎ𝑥 𝑤 ∈ 𝑧)
1612, 15nfand 1930 . . . . . . . 8 ((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) → Ⅎ𝑥(𝑦 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑧))
178, 16nfexd 2360 . . . . . . 7 ((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) → Ⅎ𝑥∃𝑤(𝑦 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑧))
1817, 12nfimd 1927 . . . . . 6 ((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) → Ⅎ𝑥(∃𝑤(𝑦 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑤))
197, 18nfald 2359 . . . . 5 ((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) → Ⅎ𝑥∀𝑦(∃𝑤(𝑦 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑤))
20 nfcvd 2924 . . . . . . . . 9 ((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) → Ⅎ𝑦𝑤)
21 nfcvf2 2950 . . . . . . . . . 10 (¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 → Ⅎ𝑦𝑥)
2221adantr 486 . . . . . . . . 9 ((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) → Ⅎ𝑦𝑥)
2320, 22nfeqd 2933 . . . . . . . 8 ((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) → Ⅎ𝑦 𝑤 = 𝑥)
247, 23nfan1 2237 . . . . . . 7 Ⅎ𝑦((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) ∧ 𝑤 = 𝑥)
25 elequ2 2160 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 = 𝑥 → (𝑦 ∈ 𝑤 ↔ 𝑦 ∈ 𝑥))
26 elequ1 2152 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 = 𝑥 → (𝑤 ∈ 𝑧 ↔ 𝑥 ∈ 𝑧))
2725, 26anbi12d 644 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 = 𝑥 → ((𝑦 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) ↔ (𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)))
2827a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) → (𝑤 = 𝑥 → ((𝑦 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) ↔ (𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧))))
294, 16, 28cbvexd 2438 . . . . . . . . 9 ((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) → (∃𝑤(𝑦 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) ↔ ∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)))
3029adantr 486 . . . . . . . 8 (((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) ∧ 𝑤 = 𝑥) → (∃𝑤(𝑦 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) ↔ ∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧)))
3125adantl 487 . . . . . . . 8 (((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) ∧ 𝑤 = 𝑥) → (𝑦 ∈ 𝑤 ↔ 𝑦 ∈ 𝑥))
3230, 31imbi12d 347 . . . . . . 7 (((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) ∧ 𝑤 = 𝑥) → ((∃𝑤(𝑦 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑤) ↔ (∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑥)))
3324, 32albid 2259 . . . . . 6 (((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) ∧ 𝑤 = 𝑥) → (∀𝑦(∃𝑤(𝑦 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑤) ↔ ∀𝑦(∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑥)))
3433ex 418 . . . . 5 ((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) → (𝑤 = 𝑥 → (∀𝑦(∃𝑤(𝑦 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑤) ↔ ∀𝑦(∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑥))))
354, 19, 34cbvexd 2438 . . . 4 ((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) → (∃𝑤∀𝑦(∃𝑤(𝑦 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑤) ↔ ∃𝑥∀𝑦(∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑥)))
361, 35mpbii 236 . . 3 ((¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 ∧ ¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧) → ∃𝑥∀𝑦(∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑥))
3736ex 418 . 2 (¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑦 → (¬ ∀𝑥 𝑥 = 𝑧 → ∃𝑥∀𝑦(∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑥)))
38 nfae 2463 . . . 4 Ⅎ𝑦∀𝑥 𝑥 = 𝑦
39 nfae 2463 . . . . . 6 Ⅎ𝑥∀𝑥 𝑥 = 𝑦
40 elirrv 9591 . . . . . . . . 9 ¬ 𝑦 ∈ 𝑦
41 elequ2 2160 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑦 → (𝑦 ∈ 𝑥 ↔ 𝑦 ∈ 𝑦))
4240, 41mtbiri 330 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑦 → ¬ 𝑦 ∈ 𝑥)
4342intnanrd 495 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑦 → ¬ (𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧))
4443sps 2222 . . . . . 6 (∀𝑥 𝑥 = 𝑦 → ¬ (𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧))
4539, 44nexd 2258 . . . . 5 (∀𝑥 𝑥 = 𝑦 → ¬ ∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧))
4645pm2.21d 122 . . . 4 (∀𝑥 𝑥 = 𝑦 → (∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑥))
4738, 46alrimi 2250 . . 3 (∀𝑥 𝑥 = 𝑦 → ∀𝑦(∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑥))
484719.8ad 2219 . 2 (∀𝑥 𝑥 = 𝑦 → ∃𝑥∀𝑦(∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑥))
49 nfae 2463 . . . 4 Ⅎ𝑦∀𝑥 𝑥 = 𝑧
50 nfae 2463 . . . . . 6 Ⅎ𝑥∀𝑥 𝑥 = 𝑧
51 elirrv 9591 . . . . . . . . 9 ¬ 𝑧 ∈ 𝑧
52 elequ1 2152 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 ∈ 𝑧 ↔ 𝑧 ∈ 𝑧))
5351, 52mtbiri 330 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑧 → ¬ 𝑥 ∈ 𝑧)
5453intnand 494 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑧 → ¬ (𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧))
5554sps 2222 . . . . . 6 (∀𝑥 𝑥 = 𝑧 → ¬ (𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧))
5650, 55nexd 2258 . . . . 5 (∀𝑥 𝑥 = 𝑧 → ¬ ∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧))
5756pm2.21d 122 . . . 4 (∀𝑥 𝑥 = 𝑧 → (∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑥))
5849, 57alrimi 2250 . . 3 (∀𝑥 𝑥 = 𝑧 → ∀𝑦(∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑥))
595819.8ad 2219 . 2 (∀𝑥 𝑥 = 𝑧 → ∃𝑥∀𝑦(∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑥))
6037, 48, 59pm2.61ii 185 1 ∃𝑥∀𝑦(∃𝑥(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑦 ∈ 𝑥)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401  ∀wal 1568  ∃wex 1812  Ⅎwnfc 2908
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-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-13 2402  ax-ext 2733  ax-sep 5249  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-reg 9586
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rab 3414  df-v 3453  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-br 5104  df-opab 5168  df-eprel 5551  df-fr 5604
This theorem is used by:  zfcndun  10700  axunprim  36468
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