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Theorem reuxfrdf

Description: Transfer existential uniqueness from a variable x to another variable y contained in expression A . Cf. reuxfrd (Contributed by Thierry Arnoux, 7-Apr-2017) (Revised by Thierry Arnoux, 8-Oct-2017) (Revised by Thierry Arnoux, 30-Mar-2018)

Ref Expression
Hypotheses reuxfrdf.0 ⊢ Ⅎ _ y B
reuxfrdf.1 ⊢ φ ∧ y ∈ C → A ∈ B
reuxfrdf.2 ⊢ φ ∧ x ∈ B → ∃* y ∈ C x = A
Assertion reuxfrdf ⊢ φ → ∃! x ∈ B ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ ↔ ∃! y ∈ C ψ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 reuxfrdf.0 ⊢ Ⅎ _ y B
2 reuxfrdf.1 ⊢ φ ∧ y ∈ C → A ∈ B
3 reuxfrdf.2 ⊢ φ ∧ x ∈ B → ∃* y ∈ C x = A
4 rmoan ⊢ ∃* y ∈ C x = A → ∃* y ∈ C ψ ∧ x = A
5 3 4 syl ⊢ φ ∧ x ∈ B → ∃* y ∈ C ψ ∧ x = A
6 ancom ⊢ ψ ∧ x = A ↔ x = A ∧ ψ
7 6 rmobii ⊢ ∃* y ∈ C ψ ∧ x = A ↔ ∃* y ∈ C x = A ∧ ψ
8 5 7 sylib ⊢ φ ∧ x ∈ B → ∃* y ∈ C x = A ∧ ψ
9 8 ralrimiva ⊢ φ → ∀ x ∈ B ∃* y ∈ C x = A ∧ ψ
10 df-rmo ⊢ ∃* y ∈ C x = A ∧ ψ ↔ ∃* y y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ
11 10 ralbii ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ C x = A ∧ ψ ↔ ∀ x ∈ B ∃* y y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ
12 df-ral ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ ↔ ∀ x x ∈ B → ∃* y y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ
13 1 nfcri ⊢ Ⅎ y x ∈ B
14 13 moanim ⊢ ∃* y x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ ↔ x ∈ B → ∃* y y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ
15 14 albii ⊢ ∀ x ∃* y x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ ↔ ∀ x x ∈ B → ∃* y y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ
16 12 15 bitr4i ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ ↔ ∀ x ∃* y x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ
17 2euswapv ⊢ ∀ x ∃* y x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ → ∃! x ∃ y x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ → ∃! y ∃ x x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ
18 df-reu ⊢ ∃! x ∈ B ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ ↔ ∃! x x ∈ B ∧ ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ
19 13 r19.41 ⊢ ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ ∧ x ∈ B ↔ ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ ∧ x ∈ B
20 ancom ⊢ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ ↔ x = A ∧ ψ ∧ x ∈ B
21 20 rexbii ⊢ ∃ y ∈ C x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ ↔ ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ ∧ x ∈ B
22 ancom ⊢ x ∈ B ∧ ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ ↔ ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ ∧ x ∈ B
23 19 21 22 3bitr4i ⊢ ∃ y ∈ C x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ ↔ x ∈ B ∧ ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ
24 df-rex ⊢ ∃ y ∈ C x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ ↔ ∃ y y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
25 23 24 bitr3i ⊢ x ∈ B ∧ ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ ↔ ∃ y y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
26 an12 ⊢ y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ ↔ x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ
27 26 exbii ⊢ ∃ y y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ ↔ ∃ y x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ
28 25 27 bitri ⊢ x ∈ B ∧ ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ ↔ ∃ y x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ
29 28 eubii ⊢ ∃! x x ∈ B ∧ ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ ↔ ∃! x ∃ y x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ
30 18 29 bitri ⊢ ∃! x ∈ B ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ ↔ ∃! x ∃ y x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ
31 df-reu ⊢ ∃! y ∈ C ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ ↔ ∃! y y ∈ C ∧ ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ
32 nfv ⊢ Ⅎ x y ∈ C
33 32 r19.41 ⊢ ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ ∧ y ∈ C ↔ ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ ∧ y ∈ C
34 ancom ⊢ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ ↔ x = A ∧ ψ ∧ y ∈ C
35 34 rexbii ⊢ ∃ x ∈ B y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ ↔ ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ ∧ y ∈ C
36 ancom ⊢ y ∈ C ∧ ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ ↔ ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ ∧ y ∈ C
37 33 35 36 3bitr4i ⊢ ∃ x ∈ B y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ ↔ y ∈ C ∧ ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ
38 df-rex ⊢ ∃ x ∈ B y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ ↔ ∃ x x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ
39 37 38 bitr3i ⊢ y ∈ C ∧ ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ ↔ ∃ x x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ
40 39 eubii ⊢ ∃! y y ∈ C ∧ ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ ↔ ∃! y ∃ x x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ
41 31 40 bitri ⊢ ∃! y ∈ C ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ ↔ ∃! y ∃ x x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ
42 17 30 41 3imtr4g ⊢ ∀ x ∃* y x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ → ∃! x ∈ B ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ → ∃! y ∈ C ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ
43 16 42 sylbi ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ → ∃! x ∈ B ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ → ∃! y ∈ C ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ
44 11 43 sylbi ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ C x = A ∧ ψ → ∃! x ∈ B ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ → ∃! y ∈ C ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ
45 9 44 syl ⊢ φ → ∃! x ∈ B ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ → ∃! y ∈ C ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ
46 df-ral ⊢ ∀ y ∈ C ∃* x x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ ↔ ∀ y y ∈ C → ∃* x x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
47 moanimv ⊢ ∃* x y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ ↔ y ∈ C → ∃* x x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
48 47 albii ⊢ ∀ y ∃* x y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ ↔ ∀ y y ∈ C → ∃* x x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
49 46 48 bitr4i ⊢ ∀ y ∈ C ∃* x x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ ↔ ∀ y ∃* x y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
50 2euswapv ⊢ ∀ y ∃* x y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ → ∃! y ∃ x y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ → ∃! x ∃ y y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
51 r19.42v ⊢ ∃ x ∈ B y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ ↔ y ∈ C ∧ ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ
52 51 38 bitr3i ⊢ y ∈ C ∧ ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ ↔ ∃ x x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ
53 an12 ⊢ x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ ↔ y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
54 53 exbii ⊢ ∃ x x ∈ B ∧ y ∈ C ∧ x = A ∧ ψ ↔ ∃ x y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
55 52 54 bitri ⊢ y ∈ C ∧ ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ ↔ ∃ x y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
56 55 eubii ⊢ ∃! y y ∈ C ∧ ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ ↔ ∃! y ∃ x y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
57 31 56 bitri ⊢ ∃! y ∈ C ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ ↔ ∃! y ∃ x y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
58 25 eubii ⊢ ∃! x x ∈ B ∧ ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ ↔ ∃! x ∃ y y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
59 18 58 bitri ⊢ ∃! x ∈ B ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ ↔ ∃! x ∃ y y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
60 50 57 59 3imtr4g ⊢ ∀ y ∃* x y ∈ C ∧ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ → ∃! y ∈ C ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ → ∃! x ∈ B ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ
61 49 60 sylbi ⊢ ∀ y ∈ C ∃* x x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ → ∃! y ∈ C ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ → ∃! x ∈ B ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ
62 moeq ⊢ ∃* x x = A
63 62 moani ⊢ ∃* x x ∈ B ∧ ψ ∧ x = A
64 ancom ⊢ x ∈ B ∧ ψ ∧ x = A ↔ x = A ∧ x ∈ B ∧ ψ
65 an12 ⊢ x = A ∧ x ∈ B ∧ ψ ↔ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
66 64 65 bitri ⊢ x ∈ B ∧ ψ ∧ x = A ↔ x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
67 66 mobii ⊢ ∃* x x ∈ B ∧ ψ ∧ x = A ↔ ∃* x x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
68 63 67 mpbi ⊢ ∃* x x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
69 68 a1i ⊢ y ∈ C → ∃* x x ∈ B ∧ x = A ∧ ψ
70 61 69 mprg ⊢ ∃! y ∈ C ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ → ∃! x ∈ B ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ
71 45 70 impbid1 ⊢ φ → ∃! x ∈ B ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ ↔ ∃! y ∈ C ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ
72 biidd ⊢ x = A → ψ ↔ ψ
73 72 ceqsrexv ⊢ A ∈ B → ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ ↔ ψ
74 2 73 syl ⊢ φ ∧ y ∈ C → ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ ↔ ψ
75 74 reubidva ⊢ φ → ∃! y ∈ C ∃ x ∈ B x = A ∧ ψ ↔ ∃! y ∈ C ψ
76 71 75 bitrd ⊢ φ → ∃! x ∈ B ∃ y ∈ C x = A ∧ ψ ↔ ∃! y ∈ C ψ