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Theorem ralcom2

Description: Commutation of restricted universal quantifiers. Note that x and y need not be disjoint (this makes the proof longer). This theorem relies on the full set of axioms up to ax-ext and it should no longer be used. Usage of ralcom is highly encouraged. (Contributed by NM, 24-Nov-1994) (Proof shortened by Mario Carneiro, 17-Oct-2016) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion ralcom2 ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ → ∀ y ∈ A ∀ x ∈ A φ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eleq1w ⊢ x = y → x ∈ A ↔ y ∈ A
2 1 sps ⊢ ∀ x x = y → x ∈ A ↔ y ∈ A
3 2 imbi1d ⊢ ∀ x x = y → x ∈ A → φ ↔ y ∈ A → φ
4 3 dral1 ⊢ ∀ x x = y → ∀ x x ∈ A → φ ↔ ∀ y y ∈ A → φ
5 4 bicomd ⊢ ∀ x x = y → ∀ y y ∈ A → φ ↔ ∀ x x ∈ A → φ
6 df-ral ⊢ ∀ y ∈ A φ ↔ ∀ y y ∈ A → φ
7 df-ral ⊢ ∀ x ∈ A φ ↔ ∀ x x ∈ A → φ
8 5 6 7 3bitr4g ⊢ ∀ x x = y → ∀ y ∈ A φ ↔ ∀ x ∈ A φ
9 2 8 imbi12d ⊢ ∀ x x = y → x ∈ A → ∀ y ∈ A φ ↔ y ∈ A → ∀ x ∈ A φ
10 9 dral1 ⊢ ∀ x x = y → ∀ x x ∈ A → ∀ y ∈ A φ ↔ ∀ y y ∈ A → ∀ x ∈ A φ
11 df-ral ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ ↔ ∀ x x ∈ A → ∀ y ∈ A φ
12 df-ral ⊢ ∀ y ∈ A ∀ x ∈ A φ ↔ ∀ y y ∈ A → ∀ x ∈ A φ
13 10 11 12 3bitr4g ⊢ ∀ x x = y → ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ ↔ ∀ y ∈ A ∀ x ∈ A φ
14 13 biimpd ⊢ ∀ x x = y → ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ → ∀ y ∈ A ∀ x ∈ A φ
15 nfnae ⊢ Ⅎ y ¬ ∀ x x = y
16 nfra2 ⊢ Ⅎ y ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ
17 15 16 nfan ⊢ Ⅎ y ¬ ∀ x x = y ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ
18 nfnae ⊢ Ⅎ x ¬ ∀ x x = y
19 nfra1 ⊢ Ⅎ x ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ
20 18 19 nfan ⊢ Ⅎ x ¬ ∀ x x = y ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ
21 nfcvf ⊢ ¬ ∀ x x = y → Ⅎ _ x y
22 21 adantr ⊢ ¬ ∀ x x = y ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ → Ⅎ _ x y
23 nfcvd ⊢ ¬ ∀ x x = y ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ → Ⅎ _ x A
24 22 23 nfeld ⊢ ¬ ∀ x x = y ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ → Ⅎ x y ∈ A
25 20 24 nfan1 ⊢ Ⅎ x ¬ ∀ x x = y ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ ∧ y ∈ A
26 rsp2 ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ → x ∈ A ∧ y ∈ A → φ
27 26 ancomsd ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ → y ∈ A ∧ x ∈ A → φ
28 27 expdimp ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ ∧ y ∈ A → x ∈ A → φ
29 28 adantll ⊢ ¬ ∀ x x = y ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ ∧ y ∈ A → x ∈ A → φ
30 25 29 ralrimi ⊢ ¬ ∀ x x = y ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ ∧ y ∈ A → ∀ x ∈ A φ
31 30 ex ⊢ ¬ ∀ x x = y ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ → y ∈ A → ∀ x ∈ A φ
32 17 31 ralrimi ⊢ ¬ ∀ x x = y ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ → ∀ y ∈ A ∀ x ∈ A φ
33 32 ex ⊢ ¬ ∀ x x = y → ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ → ∀ y ∈ A ∀ x ∈ A φ
34 14 33 pm2.61i ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ → ∀ y ∈ A ∀ x ∈ A φ