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Theorem rexanuz

Description: Combine two different upper integer properties into one. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Dec-2013)

Ref Expression
Assertion rexanuz ⊢ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ψ ↔ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j ψ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 r19.26 ⊢ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ψ ↔ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j ψ
2 1 rexbii ⊢ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ψ ↔ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j ψ
3 r19.40 ⊢ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ j ψ → ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j ψ
4 2 3 sylbi ⊢ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ψ → ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j ψ
5 uzf ⊢ ℤ ≥ : ℤ ⟶ 𝒫 ℤ
6 ffn ⊢ ℤ ≥ : ℤ ⟶ 𝒫 ℤ → ℤ ≥ Fn ℤ
7 raleq ⊢ x = ℤ ≥ j → ∀ k ∈ x φ ↔ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ
8 7 rexrn ⊢ ℤ ≥ Fn ℤ → ∃ x ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ x φ ↔ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ
9 5 6 8 mp2b ⊢ ∃ x ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ x φ ↔ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ
10 raleq ⊢ y = ℤ ≥ j → ∀ k ∈ y ψ ↔ ∀ k ∈ ℤ ≥ j ψ
11 10 rexrn ⊢ ℤ ≥ Fn ℤ → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ y ψ ↔ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j ψ
12 5 6 11 mp2b ⊢ ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ y ψ ↔ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j ψ
13 uzin2 ⊢ x ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∧ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ → x ∩ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥
14 inss1 ⊢ x ∩ y ⊆ x
15 ssralv ⊢ x ∩ y ⊆ x → ∀ k ∈ x φ → ∀ k ∈ x ∩ y φ
16 14 15 ax-mp ⊢ ∀ k ∈ x φ → ∀ k ∈ x ∩ y φ
17 inss2 ⊢ x ∩ y ⊆ y
18 ssralv ⊢ x ∩ y ⊆ y → ∀ k ∈ y ψ → ∀ k ∈ x ∩ y ψ
19 17 18 ax-mp ⊢ ∀ k ∈ y ψ → ∀ k ∈ x ∩ y ψ
20 16 19 anim12i ⊢ ∀ k ∈ x φ ∧ ∀ k ∈ y ψ → ∀ k ∈ x ∩ y φ ∧ ∀ k ∈ x ∩ y ψ
21 r19.26 ⊢ ∀ k ∈ x ∩ y φ ∧ ψ ↔ ∀ k ∈ x ∩ y φ ∧ ∀ k ∈ x ∩ y ψ
22 20 21 sylibr ⊢ ∀ k ∈ x φ ∧ ∀ k ∈ y ψ → ∀ k ∈ x ∩ y φ ∧ ψ
23 raleq ⊢ z = x ∩ y → ∀ k ∈ z φ ∧ ψ ↔ ∀ k ∈ x ∩ y φ ∧ ψ
24 23 rspcev ⊢ x ∩ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∧ ∀ k ∈ x ∩ y φ ∧ ψ → ∃ z ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ z φ ∧ ψ
25 13 22 24 syl2an ⊢ x ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∧ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∧ ∀ k ∈ x φ ∧ ∀ k ∈ y ψ → ∃ z ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ z φ ∧ ψ
26 25 an4s ⊢ x ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∧ ∀ k ∈ x φ ∧ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∧ ∀ k ∈ y ψ → ∃ z ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ z φ ∧ ψ
27 26 rexlimdvaa ⊢ x ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∧ ∀ k ∈ x φ → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ y ψ → ∃ z ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ z φ ∧ ψ
28 27 rexlimiva ⊢ ∃ x ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ x φ → ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ y ψ → ∃ z ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ z φ ∧ ψ
29 28 imp ⊢ ∃ x ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ x φ ∧ ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ y ψ → ∃ z ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ z φ ∧ ψ
30 raleq ⊢ z = ℤ ≥ j → ∀ k ∈ z φ ∧ ψ ↔ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ψ
31 30 rexrn ⊢ ℤ ≥ Fn ℤ → ∃ z ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ z φ ∧ ψ ↔ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ψ
32 5 6 31 mp2b ⊢ ∃ z ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ z φ ∧ ψ ↔ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ψ
33 29 32 sylib ⊢ ∃ x ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ x φ ∧ ∃ y ∈ ran ⁡ ℤ ≥ ∀ k ∈ y ψ → ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ψ
34 9 12 33 syl2anbr ⊢ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j ψ → ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ψ
35 4 34 impbii ⊢ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ψ ↔ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j φ ∧ ∃ j ∈ ℤ ∀ k ∈ ℤ ≥ j ψ