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Theorem sbiota1

Description: Theorem *14.25 in WhiteheadRussell p. 192. (Contributed by Andrew Salmon, 12-Jul-2011)

Ref Expression
Assertion sbiota1 ⊢ ∃! x φ → ∀ x φ → ψ ↔ [˙ ι x | φ / x]˙ ψ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eu6 ⊢ ∃! x φ ↔ ∃ y ∀ x φ ↔ x = y
2 1 biimpi ⊢ ∃! x φ → ∃ y ∀ x φ ↔ x = y
3 iota4 ⊢ ∃! x φ → [˙ ι x | φ / x]˙ φ
4 iotaval ⊢ ∀ x φ ↔ x = y → ι x | φ = y
5 4 eqcomd ⊢ ∀ x φ ↔ x = y → y = ι x | φ
6 spsbim ⊢ ∀ x φ → ψ → y x φ → y x ψ
7 sbsbc ⊢ y x φ ↔ [˙y / x]˙ φ
8 sbsbc ⊢ y x ψ ↔ [˙y / x]˙ ψ
9 6 7 8 3imtr3g ⊢ ∀ x φ → ψ → [˙y / x]˙ φ → [˙y / x]˙ ψ
10 dfsbcq ⊢ y = ι x | φ → [˙y / x]˙ φ ↔ [˙ ι x | φ / x]˙ φ
11 dfsbcq ⊢ y = ι x | φ → [˙y / x]˙ ψ ↔ [˙ ι x | φ / x]˙ ψ
12 10 11 imbi12d ⊢ y = ι x | φ → [˙y / x]˙ φ → [˙y / x]˙ ψ ↔ [˙ ι x | φ / x]˙ φ → [˙ ι x | φ / x]˙ ψ
13 9 12 imbitrid ⊢ y = ι x | φ → ∀ x φ → ψ → [˙ ι x | φ / x]˙ φ → [˙ ι x | φ / x]˙ ψ
14 13 com23 ⊢ y = ι x | φ → [˙ ι x | φ / x]˙ φ → ∀ x φ → ψ → [˙ ι x | φ / x]˙ ψ
15 5 14 syl ⊢ ∀ x φ ↔ x = y → [˙ ι x | φ / x]˙ φ → ∀ x φ → ψ → [˙ ι x | φ / x]˙ ψ
16 15 exlimiv ⊢ ∃ y ∀ x φ ↔ x = y → [˙ ι x | φ / x]˙ φ → ∀ x φ → ψ → [˙ ι x | φ / x]˙ ψ
17 2 3 16 sylc ⊢ ∃! x φ → ∀ x φ → ψ → [˙ ι x | φ / x]˙ ψ
18 iotaexeu ⊢ ∃! x φ → ι x | φ ∈ V
19 10 11 anbi12d ⊢ y = ι x | φ → [˙y / x]˙ φ ∧ [˙y / x]˙ ψ ↔ [˙ ι x | φ / x]˙ φ ∧ [˙ ι x | φ / x]˙ ψ
20 19 imbi1d ⊢ y = ι x | φ → [˙y / x]˙ φ ∧ [˙y / x]˙ ψ → ∃ x φ ∧ ψ ↔ [˙ ι x | φ / x]˙ φ ∧ [˙ ι x | φ / x]˙ ψ → ∃ x φ ∧ ψ
21 sbcan ⊢ [˙y / x]˙ φ ∧ ψ ↔ [˙y / x]˙ φ ∧ [˙y / x]˙ ψ
22 spesbc ⊢ [˙y / x]˙ φ ∧ ψ → ∃ x φ ∧ ψ
23 21 22 sylbir ⊢ [˙y / x]˙ φ ∧ [˙y / x]˙ ψ → ∃ x φ ∧ ψ
24 20 23 vtoclg ⊢ ι x | φ ∈ V → [˙ ι x | φ / x]˙ φ ∧ [˙ ι x | φ / x]˙ ψ → ∃ x φ ∧ ψ
25 24 expd ⊢ ι x | φ ∈ V → [˙ ι x | φ / x]˙ φ → [˙ ι x | φ / x]˙ ψ → ∃ x φ ∧ ψ
26 18 3 25 sylc ⊢ ∃! x φ → [˙ ι x | φ / x]˙ ψ → ∃ x φ ∧ ψ
27 26 anc2li ⊢ ∃! x φ → [˙ ι x | φ / x]˙ ψ → ∃! x φ ∧ ∃ x φ ∧ ψ
28 eupicka ⊢ ∃! x φ ∧ ∃ x φ ∧ ψ → ∀ x φ → ψ
29 27 28 syl6 ⊢ ∃! x φ → [˙ ι x | φ / x]˙ ψ → ∀ x φ → ψ
30 17 29 impbid ⊢ ∃! x φ → ∀ x φ → ψ ↔ [˙ ι x | φ / x]˙ ψ