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Theorem aceq1

Description: Equivalence of two versions of the Axiom of Choice ax-ac . The proof uses neither AC nor the Axiom of Regularity. The right-hand side expresses our AC with the fewest number of different variables. (Contributed by NM, 5-Apr-2004)

Ref Expression
Assertion aceq1 yzxwz∃!vzuyzuvuyzwzwwxxzxzwwxzxxyz=x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 biidd w=t∃!vhuyhuvu∃!vhuyhuvu
2 1 cbvralvw wh∃!vhuyhuvuth∃!vhuyhuvu
3 elequ1 v=zvuzu
4 3 anbi2d v=zhuvuhuzu
5 4 rexbidv v=zuyhuvuuyhuzu
6 5 cbvreuvw ∃!vhuyhuvu∃!zhuyhuzu
7 6 ralbii th∃!vhuyhuvuth∃!zhuyhuzu
8 2 7 bitri wh∃!vhuyhuvuth∃!zhuyhuzu
9 8 ralbii hxwh∃!vhuyhuvuhxth∃!zhuyhuzu
10 elequ1 z=hzuhu
11 10 anbi1d z=hzuvuhuvu
12 11 rexbidv z=huyzuvuuyhuvu
13 12 reueqd z=h∃!vzuyzuvu∃!vhuyhuvu
14 13 raleqbi1dv z=hwz∃!vzuyzuvuwh∃!vhuyhuvu
15 14 cbvralvw zxwz∃!vzuyzuvuhxwh∃!vhuyhuvu
16 elequ1 w=hwuhu
17 16 anbi1d w=hwuzuhuzu
18 17 rexbidv w=huywuzuuyhuzu
19 18 reueqd w=h∃!zwuywuzu∃!zhuyhuzu
20 19 raleqbi1dv w=htw∃!zwuywuzuth∃!zhuyhuzu
21 20 cbvralvw wxtw∃!zwuywuzuhxth∃!zhuyhuzu
22 9 15 21 3bitr4i zxwz∃!vzuyzuvuwxtw∃!zwuywuzu
23 22 exbii yzxwz∃!vzuyzuvuywxtw∃!zwuywuzu
24 19.21v zwxzwxzxzwwxzxxyz=xwxzzwxzxzwwxzxxyz=x
25 impexp zwwxxzxzwwxzxxyz=xzwwxxzxzwwxzxxyz=x
26 bi2.04 zwwxxzxzwwxzxxyz=xwxzwxzxzwwxzxxyz=x
27 25 26 bitri zwwxxzxzwwxzxxyz=xwxzwxzxzwwxzxxyz=x
28 27 albii zzwwxxzxzwwxzxxyz=xzwxzwxzxzwwxzxxyz=x
29 eu6 ∃!zzwuywuzuxzzwuywuzuz=x
30 df-reu ∃!zwuywuzu∃!zzwuywuzu
31 19.42v xzwxywxzxzwxxywxzx
32 an42 zwxywxzxzwwxzxxy
33 anass zwxywxzxzwxywxzx
34 32 33 bitr3i zwwxzxxyzwxywxzx
35 34 exbii xzwwxzxxyxzwxywxzx
36 df-rex uywuzuuuywuzu
37 elequ1 u=xuyxy
38 elequ2 u=xwuwx
39 elequ2 u=xzuzx
40 38 39 anbi12d u=xwuzuwxzx
41 37 40 anbi12d u=xuywuzuxywxzx
42 41 cbvexvw uuywuzuxxywxzx
43 36 42 bitri uywuzuxxywxzx
44 43 anbi2i zwuywuzuzwxxywxzx
45 31 35 44 3bitr4i xzwwxzxxyzwuywuzu
46 45 bibi1i xzwwxzxxyz=xzwuywuzuz=x
47 46 albii zxzwwxzxxyz=xzzwuywuzuz=x
48 47 exbii xzxzwwxzxxyz=xxzzwuywuzuz=x
49 29 30 48 3bitr4i ∃!zwuywuzuxzxzwwxzxxyz=x
50 49 imbi2i tw∃!zwuywuzutwxzxzwwxzxxyz=x
51 50 albii ttw∃!zwuywuzuttwxzxzwwxzxxyz=x
52 df-ral tw∃!zwuywuzuttw∃!zwuywuzu
53 nfv tzwxzxzwwxzxxyz=x
54 nfv ztw
55 nfa1 zzxzwwxzxxyz=x
56 55 nfex zxzxzwwxzxxyz=x
57 54 56 nfim ztwxzxzwwxzxxyz=x
58 elequ1 z=tzwtw
59 58 imbi1d z=tzwxzxzwwxzxxyz=xtwxzxzwwxzxxyz=x
60 53 57 59 cbvalv1 zzwxzxzwwxzxxyz=xttwxzxzwwxzxxyz=x
61 51 52 60 3bitr4i tw∃!zwuywuzuzzwxzxzwwxzxxyz=x
62 61 imbi2i wxtw∃!zwuywuzuwxzzwxzxzwwxzxxyz=x
63 24 28 62 3bitr4i zzwwxxzxzwwxzxxyz=xwxtw∃!zwuywuzu
64 63 albii wzzwwxxzxzwwxzxxyz=xwwxtw∃!zwuywuzu
65 alcom zwzwwxxzxzwwxzxxyz=xwzzwwxxzxzwwxzxxyz=x
66 df-ral wxtw∃!zwuywuzuwwxtw∃!zwuywuzu
67 64 65 66 3bitr4ri wxtw∃!zwuywuzuzwzwwxxzxzwwxzxxyz=x
68 67 exbii ywxtw∃!zwuywuzuyzwzwwxxzxzwwxzxxyz=x
69 23 68 bitri yzxwz∃!vzuyzuvuyzwzwwxxzxzwwxzxxyz=x