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Theorem copsex2d

Description: Implicit substitution deduction for ordered pairs. (Contributed by BJ, 25-Dec-2023)

Ref Expression
Hypotheses copsex2d.xph ⊢ φ → ∀ x φ
copsex2d.yph ⊢ φ → ∀ y φ
copsex2d.xch ⊢ φ → Ⅎ x χ
copsex2d.ych ⊢ φ → Ⅎ y χ
copsex2d.exa ⊢ φ → A ∈ U
copsex2d.exb ⊢ φ → B ∈ V
copsex2d.is ⊢ φ ∧ x = A ∧ y = B → ψ ↔ χ
Assertion copsex2d ⊢ φ → ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ ↔ χ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 copsex2d.xph ⊢ φ → ∀ x φ
2 copsex2d.yph ⊢ φ → ∀ y φ
3 copsex2d.xch ⊢ φ → Ⅎ x χ
4 copsex2d.ych ⊢ φ → Ⅎ y χ
5 copsex2d.exa ⊢ φ → A ∈ U
6 copsex2d.exb ⊢ φ → B ∈ V
7 copsex2d.is ⊢ φ ∧ x = A ∧ y = B → ψ ↔ χ
8 elisset ⊢ A ∈ U → ∃ x x = A
9 5 8 syl ⊢ φ → ∃ x x = A
10 elisset ⊢ B ∈ V → ∃ y y = B
11 6 10 syl ⊢ φ → ∃ y y = B
12 exdistrv ⊢ ∃ x ∃ y x = A ∧ y = B ↔ ∃ x x = A ∧ ∃ y y = B
13 nfe1 ⊢ Ⅎ x ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ
14 13 a1i ⊢ φ → Ⅎ x ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ
15 14 3 nfbid ⊢ φ → Ⅎ x ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ ↔ χ
16 15 19.9d ⊢ φ → ∃ x ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ ↔ χ → ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ ↔ χ
17 nfe1 ⊢ Ⅎ y ∃ y A B = x y ∧ ψ
18 17 a1i ⊢ φ → Ⅎ y ∃ y A B = x y ∧ ψ
19 1 18 bj-nfexd ⊢ φ → Ⅎ y ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ
20 19 4 nfbid ⊢ φ → Ⅎ y ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ ↔ χ
21 20 19.9d ⊢ φ → ∃ y ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ ↔ χ → ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ ↔ χ
22 opeq12 ⊢ x = A ∧ y = B → x y = A B
23 copsexgw ⊢ A B = x y → ψ ↔ ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ
24 23 bicomd ⊢ A B = x y → ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ ↔ ψ
25 24 eqcoms ⊢ x y = A B → ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ ↔ ψ
26 22 25 syl ⊢ x = A ∧ y = B → ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ ↔ ψ
27 26 adantl ⊢ φ ∧ x = A ∧ y = B → ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ ↔ ψ
28 27 7 bitrd ⊢ φ ∧ x = A ∧ y = B → ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ ↔ χ
29 28 ex ⊢ φ → x = A ∧ y = B → ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ ↔ χ
30 2 21 29 bj-exlimd ⊢ φ → ∃ y x = A ∧ y = B → ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ ↔ χ
31 1 16 30 bj-exlimd ⊢ φ → ∃ x ∃ y x = A ∧ y = B → ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ ↔ χ
32 12 31 biimtrrid ⊢ φ → ∃ x x = A ∧ ∃ y y = B → ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ ↔ χ
33 9 11 32 mp2and ⊢ φ → ∃ x ∃ y A B = x y ∧ ψ ↔ χ