Theorem dfac7 10123

Description: Equivalence of the Axiom of Choice (first form) of [Enderton] p. 49 and our Axiom of Choice (in the form of ac2 10451). 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 10122	. 2 ⊢ (CHOICE ↔ ∀𝑥∃𝑦∀𝑧 ∈ 𝑥 (𝑧 ≠ ∅ → ∃!𝑤 ∈ 𝑧 ∃𝑣 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑣 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)))
2		aceq2 10110	. . 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 1848	. 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 281	1 ⊢ (CHOICE ↔ ∀𝑥∃𝑦∀𝑧 ∈ 𝑥 ∀𝑤 ∈ 𝑧 ∃!𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑢 ∈ 𝑦 (𝑧 ∈ 𝑢 ∧ 𝑣 ∈ 𝑢))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400  ∀wal 1567  ∃wex 1808   ≠ wne 2957  ∀wral 3078  ∃wrex 3088  ∃!wreu 3366  ∅c0 4285  CHOICEwac 10106

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1824  ax-4 1838  ax-5 1939  ax-6 1996  ax-7 2037  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pow 5335  ax-pr 5403  ax-un 7734  ax-reg 9552

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3an 1104  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1809  df-nf 1813  df-sb 2096  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-ral 3079  df-rex 3089  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3456  df-sbc 3744  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4595  df-uni 4872  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-id 5555  df-eprel 5560  df-fr 5613  df-xp 5666  df-rel 5667  df-cnv 5668  df-co 5669  df-dm 5670  df-rn 5671  df-res 5672  df-ima 5673  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-fv 6544  df-riota 7369  df-ac 10107

This theorem is used by:  dfac0  10124  dfac1  10125