Metamath Proof Explorer


Theorem rmo6

Description: Alternate version of rmo2 where y has a restricted quantifier. The antecedent E. z z e. A on the right-hand side handles the case where A is empty. (Contributed by BTernaryTau, 29-Sep-2026)

Ref Expression
Hypothesis rmo6.1 ⊢ Ⅎ y φ
Assertion rmo6 ⊢ ∃* x ∈ A φ ↔ ∃ z z ∈ A → ∃ y ∈ A ∀ x ∈ A φ → x = y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rmo6.1 ⊢ Ⅎ y φ
2 rmo5 ⊢ ∃* x ∈ A φ ↔ ∃ x ∈ A φ → ∃! x ∈ A φ
3 nfcv ⊢ Ⅎ _ y A
4 3 1 nfrexw ⊢ Ⅎ y ∃ x ∈ A φ
5 4 nfn ⊢ Ⅎ y ¬ ∃ x ∈ A φ
6 idd ⊢ ¬ ∃ x ∈ A φ → y ∈ A → y ∈ A
7 df-rex ⊢ ∃ x ∈ A φ ↔ ∃ x x ∈ A ∧ φ
8 7 notbii ⊢ ¬ ∃ x ∈ A φ ↔ ¬ ∃ x x ∈ A ∧ φ
9 alnex ⊢ ∀ x ¬ x ∈ A ∧ φ ↔ ¬ ∃ x x ∈ A ∧ φ
10 8 9 bitr4i ⊢ ¬ ∃ x ∈ A φ ↔ ∀ x ¬ x ∈ A ∧ φ
11 pm2.21 ⊢ ¬ x ∈ A ∧ φ → x ∈ A ∧ φ → x = y
12 11 expd ⊢ ¬ x ∈ A ∧ φ → x ∈ A → φ → x = y
13 12 alimi ⊢ ∀ x ¬ x ∈ A ∧ φ → ∀ x x ∈ A → φ → x = y
14 13 ralrid ⊢ ∀ x ¬ x ∈ A ∧ φ → ∀ x ∈ A φ → x = y
15 10 14 sylbi ⊢ ¬ ∃ x ∈ A φ → ∀ x ∈ A φ → x = y
16 6 15 jctird ⊢ ¬ ∃ x ∈ A φ → y ∈ A → y ∈ A ∧ ∀ x ∈ A φ → x = y
17 5 16 eximd ⊢ ¬ ∃ x ∈ A φ → ∃ y y ∈ A → ∃ y y ∈ A ∧ ∀ x ∈ A φ → x = y
18 df-rex ⊢ ∃ y ∈ A ∀ x ∈ A φ → x = y ↔ ∃ y y ∈ A ∧ ∀ x ∈ A φ → x = y
19 17 18 imbitrrdi ⊢ ¬ ∃ x ∈ A φ → ∃ y y ∈ A → ∃ y ∈ A ∀ x ∈ A φ → x = y
20 1 reu6f ⊢ ∃! x ∈ A φ ↔ ∃ y ∈ A ∀ x ∈ A φ ↔ x = y
21 biimp ⊢ φ ↔ x = y → φ → x = y
22 21 ralimi ⊢ ∀ x ∈ A φ ↔ x = y → ∀ x ∈ A φ → x = y
23 22 reximi ⊢ ∃ y ∈ A ∀ x ∈ A φ ↔ x = y → ∃ y ∈ A ∀ x ∈ A φ → x = y
24 20 23 sylbi ⊢ ∃! x ∈ A φ → ∃ y ∈ A ∀ x ∈ A φ → x = y
25 24 a1d ⊢ ∃! x ∈ A φ → ∃ y y ∈ A → ∃ y ∈ A ∀ x ∈ A φ → x = y
26 19 25 ja ⊢ ∃ x ∈ A φ → ∃! x ∈ A φ → ∃ y y ∈ A → ∃ y ∈ A ∀ x ∈ A φ → x = y
27 2 26 sylbi ⊢ ∃* x ∈ A φ → ∃ y y ∈ A → ∃ y ∈ A ∀ x ∈ A φ → x = y
28 eleq1w ⊢ x = y → x ∈ A ↔ y ∈ A
29 28 cbvexvw ⊢ ∃ x x ∈ A ↔ ∃ y y ∈ A
30 exsimpl ⊢ ∃ x x ∈ A ∧ φ → ∃ x x ∈ A
31 30 con3i ⊢ ¬ ∃ x x ∈ A → ¬ ∃ x x ∈ A ∧ φ
32 29 31 sylnbir ⊢ ¬ ∃ y y ∈ A → ¬ ∃ x x ∈ A ∧ φ
33 32 8 sylibr ⊢ ¬ ∃ y y ∈ A → ¬ ∃ x ∈ A φ
34 nrexrmo ⊢ ¬ ∃ x ∈ A φ → ∃* x ∈ A φ
35 33 34 syl ⊢ ¬ ∃ y y ∈ A → ∃* x ∈ A φ
36 1 rmo2i ⊢ ∃ y ∈ A ∀ x ∈ A φ → x = y → ∃* x ∈ A φ
37 35 36 ja ⊢ ∃ y y ∈ A → ∃ y ∈ A ∀ x ∈ A φ → x = y → ∃* x ∈ A φ
38 27 37 impbii ⊢ ∃* x ∈ A φ ↔ ∃ y y ∈ A → ∃ y ∈ A ∀ x ∈ A φ → x = y
39 eleq1w ⊢ y = w → y ∈ A ↔ w ∈ A
40 39 cbvexvw ⊢ ∃ y y ∈ A ↔ ∃ w w ∈ A
41 eleq1w ⊢ w = z → w ∈ A ↔ z ∈ A
42 41 cbvexvw ⊢ ∃ w w ∈ A ↔ ∃ z z ∈ A
43 40 42 bitri ⊢ ∃ y y ∈ A ↔ ∃ z z ∈ A
44 43 imbi1i ⊢ ∃ y y ∈ A → ∃ y ∈ A ∀ x ∈ A φ → x = y ↔ ∃ z z ∈ A → ∃ y ∈ A ∀ x ∈ A φ → x = y
45 38 44 bitri ⊢ ∃* x ∈ A φ ↔ ∃ z z ∈ A → ∃ y ∈ A ∀ x ∈ A φ → x = y