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Theorem 2exeu

Description: Double existential uniqueness implies double unique existential quantification. The converse does not hold. Usage of this theorem is discouraged because it depends on ax-13 . Use the weaker 2exeuv when possible. (Contributed by NM, 3-Dec-2001) (Proof shortened by Mario Carneiro, 22-Dec-2016) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion 2exeu ⊢ ∃! x ∃ y φ ∧ ∃! y ∃ x φ → ∃! x ∃! y φ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eumo ⊢ ∃! x ∃ y φ → ∃* x ∃ y φ
2 euex ⊢ ∃! y φ → ∃ y φ
3 2 moimi ⊢ ∃* x ∃ y φ → ∃* x ∃! y φ
4 1 3 syl ⊢ ∃! x ∃ y φ → ∃* x ∃! y φ
5 2euex ⊢ ∃! y ∃ x φ → ∃ x ∃! y φ
6 4 5 anim12ci ⊢ ∃! x ∃ y φ ∧ ∃! y ∃ x φ → ∃ x ∃! y φ ∧ ∃* x ∃! y φ
7 df-eu ⊢ ∃! x ∃! y φ ↔ ∃ x ∃! y φ ∧ ∃* x ∃! y φ
8 6 7 sylibr ⊢ ∃! x ∃ y φ ∧ ∃! y ∃ x φ → ∃! x ∃! y φ