Metamath Proof Explorer


Theorem 2reu3

Description: Double restricted existential uniqueness, analogous to 2eu3 . (Contributed by Alexander van der Vekens, 29-Jun-2017)

Ref Expression
Assertion 2reu3 ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ ∨ ∃* y ∈ B φ → ∃! x ∈ A ∃! y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃! x ∈ A φ ↔ ∃! x ∈ A ∃ y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃ x ∈ A φ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 orcom ⊢ ∃* x ∈ A φ ∨ ∃* y ∈ B φ ↔ ∃* y ∈ B φ ∨ ∃* x ∈ A φ
2 1 ralbii ⊢ ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ ∨ ∃* y ∈ B φ ↔ ∀ y ∈ B ∃* y ∈ B φ ∨ ∃* x ∈ A φ
3 nfrmo1 ⊢ Ⅎ y ∃* y ∈ B φ
4 3 r19.32 ⊢ ∀ y ∈ B ∃* y ∈ B φ ∨ ∃* x ∈ A φ ↔ ∃* y ∈ B φ ∨ ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ
5 2 4 bitri ⊢ ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ ∨ ∃* y ∈ B φ ↔ ∃* y ∈ B φ ∨ ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ
6 orcom ⊢ ∃* y ∈ B φ ∨ ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ ↔ ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ ∨ ∃* y ∈ B φ
7 5 6 bitri ⊢ ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ ∨ ∃* y ∈ B φ ↔ ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ ∨ ∃* y ∈ B φ
8 7 ralbii ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ ∨ ∃* y ∈ B φ ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ ∨ ∃* y ∈ B φ
9 nfcv ⊢ Ⅎ _ x B
10 nfrmo1 ⊢ Ⅎ x ∃* x ∈ A φ
11 9 10 nfralw ⊢ Ⅎ x ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ
12 11 r19.32 ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ ∨ ∃* y ∈ B φ ↔ ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ ∨ ∀ x ∈ A ∃* y ∈ B φ
13 8 12 bitri ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ ∨ ∃* y ∈ B φ ↔ ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ ∨ ∀ x ∈ A ∃* y ∈ B φ
14 2reu1 ⊢ ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ → ∃! y ∈ B ∃! x ∈ A φ ↔ ∃! y ∈ B ∃ x ∈ A φ ∧ ∃! x ∈ A ∃ y ∈ B φ
15 14 biimpd ⊢ ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ → ∃! y ∈ B ∃! x ∈ A φ → ∃! y ∈ B ∃ x ∈ A φ ∧ ∃! x ∈ A ∃ y ∈ B φ
16 ancom ⊢ ∃! y ∈ B ∃ x ∈ A φ ∧ ∃! x ∈ A ∃ y ∈ B φ ↔ ∃! x ∈ A ∃ y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃ x ∈ A φ
17 15 16 imbitrdi ⊢ ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ → ∃! y ∈ B ∃! x ∈ A φ → ∃! x ∈ A ∃ y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃ x ∈ A φ
18 17 adantld ⊢ ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ → ∃! x ∈ A ∃! y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃! x ∈ A φ → ∃! x ∈ A ∃ y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃ x ∈ A φ
19 2reu1 ⊢ ∀ x ∈ A ∃* y ∈ B φ → ∃! x ∈ A ∃! y ∈ B φ ↔ ∃! x ∈ A ∃ y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃ x ∈ A φ
20 19 biimpd ⊢ ∀ x ∈ A ∃* y ∈ B φ → ∃! x ∈ A ∃! y ∈ B φ → ∃! x ∈ A ∃ y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃ x ∈ A φ
21 20 adantrd ⊢ ∀ x ∈ A ∃* y ∈ B φ → ∃! x ∈ A ∃! y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃! x ∈ A φ → ∃! x ∈ A ∃ y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃ x ∈ A φ
22 18 21 jaoi ⊢ ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ ∨ ∀ x ∈ A ∃* y ∈ B φ → ∃! x ∈ A ∃! y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃! x ∈ A φ → ∃! x ∈ A ∃ y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃ x ∈ A φ
23 2rexreu ⊢ ∃! x ∈ A ∃ y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃ x ∈ A φ → ∃! x ∈ A ∃! y ∈ B φ
24 2rexreu ⊢ ∃! y ∈ B ∃ x ∈ A φ ∧ ∃! x ∈ A ∃ y ∈ B φ → ∃! y ∈ B ∃! x ∈ A φ
25 24 ancoms ⊢ ∃! x ∈ A ∃ y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃ x ∈ A φ → ∃! y ∈ B ∃! x ∈ A φ
26 23 25 jca ⊢ ∃! x ∈ A ∃ y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃ x ∈ A φ → ∃! x ∈ A ∃! y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃! x ∈ A φ
27 22 26 impbid1 ⊢ ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ ∨ ∀ x ∈ A ∃* y ∈ B φ → ∃! x ∈ A ∃! y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃! x ∈ A φ ↔ ∃! x ∈ A ∃ y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃ x ∈ A φ
28 13 27 sylbi ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B ∃* x ∈ A φ ∨ ∃* y ∈ B φ → ∃! x ∈ A ∃! y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃! x ∈ A φ ↔ ∃! x ∈ A ∃ y ∈ B φ ∧ ∃! y ∈ B ∃ x ∈ A φ