Metamath Proof Explorer


Theorem dfiota3

Description: A definition of iota using minimal quantifiers. (Contributed by Scott Fenton, 19-Feb-2013)

Ref Expression
Assertion dfiota3 ⊢ ι x | φ = ⋃ ⋃ x | φ ∩ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 df-iota ⊢ ι x | φ = ⋃ y | x | φ = y
2 eqabcb ⊢ y | x | φ = y = ⋃ z | ∃ w z = x | φ ∧ z = w ↔ ∀ y x | φ = y ↔ y ∈ ⋃ z | ∃ w z = x | φ ∧ z = w
3 exdistr ⊢ ∃ z ∃ w y ∈ z ∧ z = x | φ ∧ z = w ↔ ∃ z y ∈ z ∧ ∃ w z = x | φ ∧ z = w
4 vex ⊢ y ∈ V
5 sneq ⊢ w = y → w = y
6 5 eqeq2d ⊢ w = y → x | φ = w ↔ x | φ = y
7 4 6 ceqsexv ⊢ ∃ w w = y ∧ x | φ = w ↔ x | φ = y
8 vsnex ⊢ w ∈ V
9 eqeq1 ⊢ z = w → z = x | φ ↔ w = x | φ
10 eleq2 ⊢ z = w → y ∈ z ↔ y ∈ w
11 9 10 anbi12d ⊢ z = w → z = x | φ ∧ y ∈ z ↔ w = x | φ ∧ y ∈ w
12 eqcom ⊢ w = x | φ ↔ x | φ = w
13 velsn ⊢ y ∈ w ↔ y = w
14 equcom ⊢ y = w ↔ w = y
15 13 14 bitri ⊢ y ∈ w ↔ w = y
16 12 15 anbi12ci ⊢ w = x | φ ∧ y ∈ w ↔ w = y ∧ x | φ = w
17 11 16 bitrdi ⊢ z = w → z = x | φ ∧ y ∈ z ↔ w = y ∧ x | φ = w
18 8 17 ceqsexv ⊢ ∃ z z = w ∧ z = x | φ ∧ y ∈ z ↔ w = y ∧ x | φ = w
19 an13 ⊢ z = w ∧ z = x | φ ∧ y ∈ z ↔ y ∈ z ∧ z = x | φ ∧ z = w
20 19 exbii ⊢ ∃ z z = w ∧ z = x | φ ∧ y ∈ z ↔ ∃ z y ∈ z ∧ z = x | φ ∧ z = w
21 18 20 bitr3i ⊢ w = y ∧ x | φ = w ↔ ∃ z y ∈ z ∧ z = x | φ ∧ z = w
22 21 exbii ⊢ ∃ w w = y ∧ x | φ = w ↔ ∃ w ∃ z y ∈ z ∧ z = x | φ ∧ z = w
23 7 22 bitr3i ⊢ x | φ = y ↔ ∃ w ∃ z y ∈ z ∧ z = x | φ ∧ z = w
24 excom ⊢ ∃ w ∃ z y ∈ z ∧ z = x | φ ∧ z = w ↔ ∃ z ∃ w y ∈ z ∧ z = x | φ ∧ z = w
25 23 24 bitri ⊢ x | φ = y ↔ ∃ z ∃ w y ∈ z ∧ z = x | φ ∧ z = w
26 eluniab ⊢ y ∈ ⋃ z | ∃ w z = x | φ ∧ z = w ↔ ∃ z y ∈ z ∧ ∃ w z = x | φ ∧ z = w
27 3 25 26 3bitr4i ⊢ x | φ = y ↔ y ∈ ⋃ z | ∃ w z = x | φ ∧ z = w
28 2 27 mpgbir ⊢ y | x | φ = y = ⋃ z | ∃ w z = x | φ ∧ z = w
29 df-sn ⊢ x | φ = z | z = x | φ
30 dfsingles2 ⊢ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 = z | ∃ w z = w
31 29 30 ineq12i ⊢ x | φ ∩ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 = z | z = x | φ ∩ z | ∃ w z = w
32 inab ⊢ z | z = x | φ ∩ z | ∃ w z = w = z | z = x | φ ∧ ∃ w z = w
33 19.42v ⊢ ∃ w z = x | φ ∧ z = w ↔ z = x | φ ∧ ∃ w z = w
34 33 bicomi ⊢ z = x | φ ∧ ∃ w z = w ↔ ∃ w z = x | φ ∧ z = w
35 34 abbii ⊢ z | z = x | φ ∧ ∃ w z = w = z | ∃ w z = x | φ ∧ z = w
36 32 35 eqtri ⊢ z | z = x | φ ∩ z | ∃ w z = w = z | ∃ w z = x | φ ∧ z = w
37 31 36 eqtri ⊢ x | φ ∩ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 = z | ∃ w z = x | φ ∧ z = w
38 37 unieqi ⊢ ⋃ x | φ ∩ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 = ⋃ z | ∃ w z = x | φ ∧ z = w
39 28 38 eqtr4i ⊢ y | x | φ = y = ⋃ x | φ ∩ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌
40 39 unieqi ⊢ ⋃ y | x | φ = y = ⋃ ⋃ x | φ ∩ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌
41 1 40 eqtri ⊢ ι x | φ = ⋃ ⋃ x | φ ∩ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌