Theorem bnd2 9895

Description: A variant of the Boundedness Axiom bnd 9894 that picks a subset 𝑧 out of a possibly proper class 𝐵 in which a property is true. (Contributed by NM, 4-Feb-2004.)

Hypothesis

Ref	Expression
bnd2.1	⊢ 𝐴 ∈ V

Assertion

Ref	Expression
bnd2	⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → ∃𝑧(𝑧 ⊆ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝜑))

Distinct variable groups:   𝜑,𝑧   𝑥,𝑧,𝐴   𝑥,𝑦,𝐵,𝑧

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

Proof of Theorem bnd2

Dummy variables 𝑤 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-rex 3093	. . . 4 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ↔ ∃𝑦(𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑))
2	1	ralbii 3114	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦(𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑))
3		bnd2.1	. . . 4 ⊢ 𝐴 ∈ V
4		raleq 3323	. . . . 5 ⊢ (𝑣 = 𝐴 → (∀𝑥 ∈ 𝑣 ∃𝑦(𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦(𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑)))
5		raleq 3323	. . . . . 6 ⊢ (𝑣 = 𝐴 → (∀𝑥 ∈ 𝑣 ∃𝑦 ∈ 𝑤 (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝑤 (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑)))
6	5	exbidv 1954	. . . . 5 ⊢ (𝑣 = 𝐴 → (∃𝑤∀𝑥 ∈ 𝑣 ∃𝑦 ∈ 𝑤 (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑) ↔ ∃𝑤∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝑤 (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑)))
7	4, 6	imbi12d 347	. . . 4 ⊢ (𝑣 = 𝐴 → ((∀𝑥 ∈ 𝑣 ∃𝑦(𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑) → ∃𝑤∀𝑥 ∈ 𝑣 ∃𝑦 ∈ 𝑤 (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑)) ↔ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦(𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑) → ∃𝑤∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝑤 (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑))))
8		bnd 9894	. . . 4 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑣 ∃𝑦(𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑) → ∃𝑤∀𝑥 ∈ 𝑣 ∃𝑦 ∈ 𝑤 (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑))
9	3, 7, 8	vtocl 3528	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦(𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑) → ∃𝑤∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝑤 (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑))
10	2, 9	sylbi 220	. 2 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → ∃𝑤∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝑤 (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑))
11		vex 3462	. . . . 5 ⊢ 𝑤 ∈ V
12	11	inex1 5291	. . . 4 ⊢ (𝑤 ∩ 𝐵) ∈ V
13		inss2 4193	. . . . . . 7 ⊢ (𝑤 ∩ 𝐵) ⊆ 𝐵
14		sseq1 3965	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = (𝑤 ∩ 𝐵) → (𝑧 ⊆ 𝐵 ↔ (𝑤 ∩ 𝐵) ⊆ 𝐵))
15	13, 14	mpbiri 261	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = (𝑤 ∩ 𝐵) → 𝑧 ⊆ 𝐵)
16	15	biantrurd 542	. . . . 5 ⊢ (𝑧 = (𝑤 ∩ 𝐵) → (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝜑 ↔ (𝑧 ⊆ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝜑)))
17		rexeq 3322	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = (𝑤 ∩ 𝐵) → (∃𝑦 ∈ 𝑧 𝜑 ↔ ∃𝑦 ∈ (𝑤 ∩ 𝐵)𝜑))
18		rexin 4206	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑦 ∈ (𝑤 ∩ 𝐵)𝜑 ↔ ∃𝑦 ∈ 𝑤 (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑))
19	17, 18	bitrdi 290	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = (𝑤 ∩ 𝐵) → (∃𝑦 ∈ 𝑧 𝜑 ↔ ∃𝑦 ∈ 𝑤 (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑)))
20	19	ralbidv 3191	. . . . 5 ⊢ (𝑧 = (𝑤 ∩ 𝐵) → (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝜑 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝑤 (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑)))
21	16, 20	bitr3d 284	. . . 4 ⊢ (𝑧 = (𝑤 ∩ 𝐵) → ((𝑧 ⊆ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝜑) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝑤 (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑)))
22	12, 21	spcev 3568	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝑤 (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑) → ∃𝑧(𝑧 ⊆ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝜑))
23	22	exlimiv 1963	. 2 ⊢ (∃𝑤∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝑤 (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝜑) → ∃𝑧(𝑧 ⊆ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝜑))
24	10, 23	syl 18	1 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝜑 → ∃𝑧(𝑧 ⊆ 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝜑))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2146  ∀wral 3082  ∃wrex 3092  Vcvv 3458   ∩ cin 3907   ⊆ wss 3908

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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-rep 5243  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5341  ax-pr 5409  ax-un 7745  ax-reg 9564  ax-inf2 9620

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-ral 3083  df-rex 3093  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4878  df-int 4918  df-iun 4963  df-iin 4964  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-tr 5224  df-id 5561  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-we 5621  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6309  df-ord 6370  df-on 6371  df-lim 6372  df-suc 6373  df-iota 6499  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-ov 7426  df-om 7872  df-2nd 7996  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-r1 9746  df-rank 9747  df-scott 9868

This theorem is used by:  ac6s  10486  bnd2d  50500