Theorem dfac7 9558

Description: Equivalence of the Axiom of Choice (first form) of [Enderton] p. 49 and our Axiom of Choice (in the form of ac2 9883). The proof does not depend on AC but does depend on the Axiom of Regularity. (Contributed by Mario Carneiro, 17-May-2015.)

Assertion

Ref	Expression
dfac7	⊢ (CHOICE ↔ ∀𝑥∃𝑦∀𝑧 ∈ 𝑥 ∀𝑤 ∈ 𝑧 ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢))

Distinct variable group:   𝑥,𝑧,𝑦,𝑤,𝑣,𝑢

Proof of Theorem dfac7

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dfac2 9557	. 2 ⊢ (CHOICE ↔ ∀𝑥∃𝑦∀𝑧 ∈ 𝑥 (𝑧 ≠ ∅ → ∃!𝑤 ∈ 𝑧 ∃𝑣 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑣 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)))
2		aceq2 9545	. . 3 ⊢ (∃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)))
3	2	albii 1820	. 2 ⊢ (∀𝑥∃𝑦∀𝑧 ∈ 𝑥 ∀𝑤 ∈ 𝑧 ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢) ↔ ∀𝑥∃𝑦∀𝑧 ∈ 𝑥 (𝑧 ≠ ∅ → ∃!𝑤 ∈ 𝑧 ∃𝑣 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑣 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)))
4	1, 3	bitr4i 280	1 ⊢ (CHOICE ↔ ∀𝑥∃𝑦∀𝑧 ∈ 𝑥 ∀𝑤 ∈ 𝑧 ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398  ∀wal 1535  ∃wex 1780   ≠ wne 3016  ∀wral 3138  ∃wrex 3139  ∃!wreu 3140  ∅c0 4291  CHOICEwac 9541

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 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2793  ax-sep 5203  ax-nul 5210  ax-pow 5266  ax-pr 5330  ax-un 7461  ax-reg 9056

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3773  df-dif 3939  df-un 3941  df-in 3943  df-ss 3952  df-nul 4292  df-if 4468  df-pw 4541  df-sn 4568  df-pr 4570  df-op 4574  df-uni 4839  df-br 5067  df-opab 5129  df-mpt 5147  df-id 5460  df-eprel 5465  df-fr 5514  df-xp 5561  df-rel 5562  df-cnv 5563  df-co 5564  df-dm 5565  df-rn 5566  df-res 5567  df-ima 5568  df-iota 6314  df-fun 6357  df-fn 6358  df-f 6359  df-fv 6363  df-riota 7114  df-ac 9542

This theorem is referenced by:  dfac0  9559  dfac1  9560