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Theorem opabex3rd

Description: Existence of an ordered pair abstraction if the second components are elements of a set. (Contributed by AV, 17-Sep-2023) (Revised by AV, 9-Aug-2024)

Ref Expression
Hypotheses opabex3rd.1 ⊢ φ → A ∈ V
opabex3rd.2 ⊢ φ ∧ y ∈ A → x | ψ ∈ V
Assertion opabex3rd ⊢ φ → x y | y ∈ A ∧ ψ ∈ V

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 opabex3rd.1 ⊢ φ → A ∈ V
2 opabex3rd.2 ⊢ φ ∧ y ∈ A → x | ψ ∈ V
3 19.42v ⊢ ∃ x y ∈ A ∧ z = x y ∧ ψ ↔ y ∈ A ∧ ∃ x z = x y ∧ ψ
4 an12 ⊢ z = x y ∧ y ∈ A ∧ ψ ↔ y ∈ A ∧ z = x y ∧ ψ
5 4 exbii ⊢ ∃ x z = x y ∧ y ∈ A ∧ ψ ↔ ∃ x y ∈ A ∧ z = x y ∧ ψ
6 elxp ⊢ z ∈ x | ψ × y ↔ ∃ w ∃ v z = w v ∧ w ∈ x | ψ ∧ v ∈ y
7 ancom ⊢ w ∈ x | ψ ∧ v ∈ y ↔ v ∈ y ∧ w ∈ x | ψ
8 7 anbi2i ⊢ z = w v ∧ w ∈ x | ψ ∧ v ∈ y ↔ z = w v ∧ v ∈ y ∧ w ∈ x | ψ
9 8 2exbii ⊢ ∃ w ∃ v z = w v ∧ w ∈ x | ψ ∧ v ∈ y ↔ ∃ w ∃ v z = w v ∧ v ∈ y ∧ w ∈ x | ψ
10 6 9 bitri ⊢ z ∈ x | ψ × y ↔ ∃ w ∃ v z = w v ∧ v ∈ y ∧ w ∈ x | ψ
11 an12 ⊢ z = w v ∧ v ∈ y ∧ w ∈ x | ψ ↔ v ∈ y ∧ z = w v ∧ w ∈ x | ψ
12 velsn ⊢ v ∈ y ↔ v = y
13 12 anbi1i ⊢ v ∈ y ∧ z = w v ∧ w ∈ x | ψ ↔ v = y ∧ z = w v ∧ w ∈ x | ψ
14 11 13 bitri ⊢ z = w v ∧ v ∈ y ∧ w ∈ x | ψ ↔ v = y ∧ z = w v ∧ w ∈ x | ψ
15 14 exbii ⊢ ∃ v z = w v ∧ v ∈ y ∧ w ∈ x | ψ ↔ ∃ v v = y ∧ z = w v ∧ w ∈ x | ψ
16 opeq2 ⊢ v = y → w v = w y
17 16 eqeq2d ⊢ v = y → z = w v ↔ z = w y
18 17 anbi1d ⊢ v = y → z = w v ∧ w ∈ x | ψ ↔ z = w y ∧ w ∈ x | ψ
19 18 equsexvw ⊢ ∃ v v = y ∧ z = w v ∧ w ∈ x | ψ ↔ z = w y ∧ w ∈ x | ψ
20 15 19 bitri ⊢ ∃ v z = w v ∧ v ∈ y ∧ w ∈ x | ψ ↔ z = w y ∧ w ∈ x | ψ
21 20 exbii ⊢ ∃ w ∃ v z = w v ∧ v ∈ y ∧ w ∈ x | ψ ↔ ∃ w z = w y ∧ w ∈ x | ψ
22 nfv ⊢ Ⅎ x z = w y
23 nfsab1 ⊢ Ⅎ x w ∈ x | ψ
24 22 23 nfan ⊢ Ⅎ x z = w y ∧ w ∈ x | ψ
25 nfv ⊢ Ⅎ w z = x y ∧ ψ
26 opeq1 ⊢ w = x → w y = x y
27 26 eqeq2d ⊢ w = x → z = w y ↔ z = x y
28 df-clab ⊢ w ∈ x | ψ ↔ w x ψ
29 sbequ12 ⊢ x = w → ψ ↔ w x ψ
30 29 equcoms ⊢ w = x → ψ ↔ w x ψ
31 28 30 bitr4id ⊢ w = x → w ∈ x | ψ ↔ ψ
32 27 31 anbi12d ⊢ w = x → z = w y ∧ w ∈ x | ψ ↔ z = x y ∧ ψ
33 24 25 32 cbvexv1 ⊢ ∃ w z = w y ∧ w ∈ x | ψ ↔ ∃ x z = x y ∧ ψ
34 10 21 33 3bitri ⊢ z ∈ x | ψ × y ↔ ∃ x z = x y ∧ ψ
35 34 anbi2i ⊢ y ∈ A ∧ z ∈ x | ψ × y ↔ y ∈ A ∧ ∃ x z = x y ∧ ψ
36 3 5 35 3bitr4ri ⊢ y ∈ A ∧ z ∈ x | ψ × y ↔ ∃ x z = x y ∧ y ∈ A ∧ ψ
37 36 exbii ⊢ ∃ y y ∈ A ∧ z ∈ x | ψ × y ↔ ∃ y ∃ x z = x y ∧ y ∈ A ∧ ψ
38 excom ⊢ ∃ y ∃ x z = x y ∧ y ∈ A ∧ ψ ↔ ∃ x ∃ y z = x y ∧ y ∈ A ∧ ψ
39 37 38 bitri ⊢ ∃ y y ∈ A ∧ z ∈ x | ψ × y ↔ ∃ x ∃ y z = x y ∧ y ∈ A ∧ ψ
40 eliun ⊢ z ∈ ⋃ y ∈ A x | ψ × y ↔ ∃ y ∈ A z ∈ x | ψ × y
41 df-rex ⊢ ∃ y ∈ A z ∈ x | ψ × y ↔ ∃ y y ∈ A ∧ z ∈ x | ψ × y
42 40 41 bitri ⊢ z ∈ ⋃ y ∈ A x | ψ × y ↔ ∃ y y ∈ A ∧ z ∈ x | ψ × y
43 elopab ⊢ z ∈ x y | y ∈ A ∧ ψ ↔ ∃ x ∃ y z = x y ∧ y ∈ A ∧ ψ
44 39 42 43 3bitr4i ⊢ z ∈ ⋃ y ∈ A x | ψ × y ↔ z ∈ x y | y ∈ A ∧ ψ
45 44 eqriv ⊢ ⋃ y ∈ A x | ψ × y = x y | y ∈ A ∧ ψ
46 vsnex ⊢ y ∈ V
47 xpexg ⊢ x | ψ ∈ V ∧ y ∈ V → x | ψ × y ∈ V
48 2 46 47 sylancl ⊢ φ ∧ y ∈ A → x | ψ × y ∈ V
49 48 ralrimiva ⊢ φ → ∀ y ∈ A x | ψ × y ∈ V
50 iunexg ⊢ A ∈ V ∧ ∀ y ∈ A x | ψ × y ∈ V → ⋃ y ∈ A x | ψ × y ∈ V
51 1 49 50 syl2anc ⊢ φ → ⋃ y ∈ A x | ψ × y ∈ V
52 45 51 eqeltrrid ⊢ φ → x y | y ∈ A ∧ ψ ∈ V