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Theorem mh-infprim3bi

Description: An axiom of infinity in primitive symbols not requiring ax-reg . This version of the axiom was designed by Stefan O'Rear for his zf2.nql program, see https://github.com/sorear/metamath-turing-machines . It directly implies ax-inf , but deriving ax-inf2 requires ax-ext and ax-rep , see mh-inf3sn . (Contributed by Matthew House, 13-Apr-2026)

Ref Expression
Assertion mh-infprim3bi y x y z y z y ¬ y ¬ ¬ x y ¬ x x y ¬ z ¬ ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sneq z = x z = x
2 1 eleq1d z = x z y x y
3 2 cbvralvw z y z y x y x y
4 dfclel x y z z = x z y
5 dfcleq z = x y y z y x
6 velsn y x y = x
7 6 bibi2i y z y x y z y = x
8 dfbi1 y z y = x ¬ y z y = x ¬ y = x y z
9 7 8 bitri y z y x ¬ y z y = x ¬ y = x y z
10 9 albii y y z y x y ¬ y z y = x ¬ y = x y z
11 5 10 bitri z = x y ¬ y z y = x ¬ y = x y z
12 11 anbi2ci z = x z y z y y ¬ y z y = x ¬ y = x y z
13 df-an z y y ¬ y z y = x ¬ y = x y z ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z
14 12 13 bitri z = x z y ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z
15 14 exbii z z = x z y z ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z
16 df-ex z ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z ¬ z ¬ ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z
17 4 15 16 3bitri x y ¬ z ¬ ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z
18 17 ralbii x y x y x y ¬ z ¬ ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z
19 df-ral x y ¬ z ¬ ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z x x y ¬ z ¬ ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z
20 3 18 19 3bitri z y z y x x y ¬ z ¬ ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z
21 20 anbi2i x y z y z y x y x x y ¬ z ¬ ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z
22 df-an x y x x y ¬ z ¬ ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z ¬ x y ¬ x x y ¬ z ¬ ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z
23 21 22 bitri x y z y z y ¬ x y ¬ x x y ¬ z ¬ ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z
24 23 exbii y x y z y z y y ¬ x y ¬ x x y ¬ z ¬ ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z
25 df-ex y ¬ x y ¬ x x y ¬ z ¬ ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z ¬ y ¬ ¬ x y ¬ x x y ¬ z ¬ ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z
26 24 25 bitri y x y z y z y ¬ y ¬ ¬ x y ¬ x x y ¬ z ¬ ¬ z y ¬ y ¬ y z y = x ¬ y = x y z