Theorem zfcndac 10577

Description: Axiom of Choice ax-ac 10416, reproved from conditionless ZFC axioms. (Contributed by NM, 15-Aug-2003.) (New usage is discouraged.) (Proof modification is discouraged.)

Assertion

Ref	Expression
zfcndac	⊢ ∃𝑦∀𝑧∀𝑤((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) → ∃𝑣∀𝑢(∃𝑡((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑡) ∧ (𝑢 ∈ 𝑡 ∧ 𝑡 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑢 = 𝑣))

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

Proof of Theorem zfcndac

Step	Hyp	Ref	Expression
1		axacnd 10570	. . 3 ⊢ ∃𝑦∀𝑧∀𝑤(∀𝑦(𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) → ∃𝑥∀𝑧(∃𝑥((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑧 = 𝑥))
2		19.3v 2002	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑦(𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ↔ (𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥))
3	2	imbi1i 351	. . . . 5 ⊢ ((∀𝑦(𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) → ∃𝑥∀𝑧(∃𝑥((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑧 = 𝑥)) ↔ ((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) → ∃𝑥∀𝑧(∃𝑥((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑧 = 𝑥)))
4	3	2albii 1840	. . . 4 ⊢ (∀𝑧∀𝑤(∀𝑦(𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) → ∃𝑥∀𝑧(∃𝑥((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑧 = 𝑥)) ↔ ∀𝑧∀𝑤((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) → ∃𝑥∀𝑧(∃𝑥((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑧 = 𝑥)))
5	4	exbii 1868	. . 3 ⊢ (∃𝑦∀𝑧∀𝑤(∀𝑦(𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) → ∃𝑥∀𝑧(∃𝑥((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑧 = 𝑥)) ↔ ∃𝑦∀𝑧∀𝑤((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) → ∃𝑥∀𝑧(∃𝑥((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑧 = 𝑥)))
6	1, 5	mpbi 232	. 2 ⊢ ∃𝑦∀𝑧∀𝑤((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) → ∃𝑥∀𝑧(∃𝑥((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑧 = 𝑥))
7		equequ2 2046	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑣 = 𝑥 → (𝑢 = 𝑣 ↔ 𝑢 = 𝑥))
8	7	bibi2d 344	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑣 = 𝑥 → ((∃𝑡((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑡) ∧ (𝑢 ∈ 𝑡 ∧ 𝑡 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑢 = 𝑣) ↔ (∃𝑡((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑡) ∧ (𝑢 ∈ 𝑡 ∧ 𝑡 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑢 = 𝑥)))
9		elequ2 2157	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑡 = 𝑥 → (𝑤 ∈ 𝑡 ↔ 𝑤 ∈ 𝑥))
10	9	anbi2d 639	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑡 = 𝑥 → ((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑡) ↔ (𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥)))
11		elequ2 2157	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑡 = 𝑥 → (𝑢 ∈ 𝑡 ↔ 𝑢 ∈ 𝑥))
12		elequ1 2149	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑡 = 𝑥 → (𝑡 ∈ 𝑦 ↔ 𝑥 ∈ 𝑦))
13	11, 12	anbi12d 641	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑡 = 𝑥 → ((𝑢 ∈ 𝑡 ∧ 𝑡 ∈ 𝑦) ↔ (𝑢 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)))
14	10, 13	anbi12d 641	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑡 = 𝑥 → (((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑡) ∧ (𝑢 ∈ 𝑡 ∧ 𝑡 ∈ 𝑦)) ↔ ((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑢 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦))))
15	14	cbvexvw 2057	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∃𝑡((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑡) ∧ (𝑢 ∈ 𝑡 ∧ 𝑡 ∈ 𝑦)) ↔ ∃𝑥((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑢 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)))
16	15	bibi1i 340	. . . . . . . . 9 ⊢ ((∃𝑡((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑡) ∧ (𝑢 ∈ 𝑡 ∧ 𝑡 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑢 = 𝑥) ↔ (∃𝑥((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑢 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑢 = 𝑥))
17	8, 16	bitrdi 289	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑣 = 𝑥 → ((∃𝑡((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑡) ∧ (𝑢 ∈ 𝑡 ∧ 𝑡 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑢 = 𝑣) ↔ (∃𝑥((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑢 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑢 = 𝑥)))
18	17	albidv 1940	. . . . . . 7 ⊢ (𝑣 = 𝑥 → (∀𝑢(∃𝑡((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑡) ∧ (𝑢 ∈ 𝑡 ∧ 𝑡 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑢 = 𝑣) ↔ ∀𝑢(∃𝑥((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑢 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑢 = 𝑥)))
19		elequ1 2149	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑢 = 𝑧 → (𝑢 ∈ 𝑤 ↔ 𝑧 ∈ 𝑤))
20	19	anbi1d 640	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑢 = 𝑧 → ((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ↔ (𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥)))
21		elequ1 2149	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑢 = 𝑧 → (𝑢 ∈ 𝑥 ↔ 𝑧 ∈ 𝑥))
22	21	anbi1d 640	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑢 = 𝑧 → ((𝑢 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) ↔ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)))
23	20, 22	anbi12d 641	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑢 = 𝑧 → (((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑢 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ ((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦))))
24	23	exbidv 1941	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑢 = 𝑧 → (∃𝑥((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑢 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ ∃𝑥((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦))))
25		equequ1 2045	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑢 = 𝑧 → (𝑢 = 𝑥 ↔ 𝑧 = 𝑥))
26	24, 25	bibi12d 347	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑢 = 𝑧 → ((∃𝑥((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑢 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑢 = 𝑥) ↔ (∃𝑥((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑧 = 𝑥)))
27	26	cbvalvw 2056	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑢(∃𝑥((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑢 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑢 = 𝑥) ↔ ∀𝑧(∃𝑥((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑧 = 𝑥))
28	18, 27	bitrdi 289	. . . . . 6 ⊢ (𝑣 = 𝑥 → (∀𝑢(∃𝑡((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑡) ∧ (𝑢 ∈ 𝑡 ∧ 𝑡 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑢 = 𝑣) ↔ ∀𝑧(∃𝑥((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑧 = 𝑥)))
29	28	cbvexvw 2057	. . . . 5 ⊢ (∃𝑣∀𝑢(∃𝑡((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑡) ∧ (𝑢 ∈ 𝑡 ∧ 𝑡 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑢 = 𝑣) ↔ ∃𝑥∀𝑧(∃𝑥((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑧 = 𝑥))
30	29	imbi2i 338	. . . 4 ⊢ (((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) → ∃𝑣∀𝑢(∃𝑡((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑡) ∧ (𝑢 ∈ 𝑡 ∧ 𝑡 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑢 = 𝑣)) ↔ ((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) → ∃𝑥∀𝑧(∃𝑥((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑧 = 𝑥)))
31	30	2albii 1840	. . 3 ⊢ (∀𝑧∀𝑤((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) → ∃𝑣∀𝑢(∃𝑡((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑡) ∧ (𝑢 ∈ 𝑡 ∧ 𝑡 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑢 = 𝑣)) ↔ ∀𝑧∀𝑤((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) → ∃𝑥∀𝑧(∃𝑥((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑧 = 𝑥)))
32	31	exbii 1868	. 2 ⊢ (∃𝑦∀𝑧∀𝑤((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) → ∃𝑣∀𝑢(∃𝑡((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑡) ∧ (𝑢 ∈ 𝑡 ∧ 𝑡 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑢 = 𝑣)) ↔ ∃𝑦∀𝑧∀𝑤((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) → ∃𝑥∀𝑧(∃𝑥((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) ∧ (𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑧 = 𝑥)))
33	6, 32	mpbir 233	1 ⊢ ∃𝑦∀𝑧∀𝑤((𝑧 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑥) → ∃𝑣∀𝑢(∃𝑡((𝑢 ∈ 𝑤 ∧ 𝑤 ∈ 𝑡) ∧ (𝑢 ∈ 𝑡 ∧ 𝑡 ∈ 𝑦)) ↔ 𝑢 = 𝑣))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 399  ∀wal 1558   = wceq 1560  ∃wex 1799   ∈ wcel 2142

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1815  ax-4 1829  ax-5 1930  ax-6 1987  ax-7 2028  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-13 2403  ax-ext 2734  ax-sep 5246  ax-pr 5390  ax-reg 9540  ax-ac 10416

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3an 1100  df-tru 1563  df-fal 1573  df-ex 1800  df-nf 1804  df-sb 2091  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rab 3415  df-v 3456  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-nul 4286  df-if 4481  df-pw 4557  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-br 5101  df-opab 5163  df-eprel 5547  df-fr 5600

This theorem is referenced by: (None)