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Theorem lukshef-ax2

Description: A single axiom for propositional calculus discovered by Jan Lukasiewicz. See: Fitelson,Some recent results in algebra and logical calculi obtained using automated reasoning, 2003 (axiom L2 on slide 8). (Contributed by Anthony Hart, 14-Aug-2011)

Ref Expression
Assertion lukshef-ax2 ( ( 𝜑 ⊼ ( 𝜓𝜒 ) ) ⊼ ( ( 𝜑 ⊼ ( 𝜒𝜑 ) ) ⊼ ( ( 𝜃𝜓 ) ⊼ ( ( 𝜑𝜃 ) ⊼ ( 𝜑𝜃 ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nannan ( ( 𝜑 ⊼ ( 𝜓𝜒 ) ) ↔ ( 𝜑 → ( 𝜓𝜒 ) ) )
2 1 biimpi ( ( 𝜑 ⊼ ( 𝜓𝜒 ) ) → ( 𝜑 → ( 𝜓𝜒 ) ) )
3 simpr ( ( 𝜓𝜒 ) → 𝜒 )
4 3 imim2i ( ( 𝜑 → ( 𝜓𝜒 ) ) → ( 𝜑𝜒 ) )
5 simpl ( ( 𝜓𝜒 ) → 𝜓 )
6 5 imim2i ( ( 𝜑 → ( 𝜓𝜒 ) ) → ( 𝜑𝜓 ) )
7 pm2.27 ( 𝜑 → ( ( 𝜑𝜓 ) → 𝜓 ) )
8 7 anim2d ( 𝜑 → ( ( 𝜃 ∧ ( 𝜑𝜓 ) ) → ( 𝜃𝜓 ) ) )
9 8 expdimp ( ( 𝜑𝜃 ) → ( ( 𝜑𝜓 ) → ( 𝜃𝜓 ) ) )
10 6 9 syl5com ( ( 𝜑 → ( 𝜓𝜒 ) ) → ( ( 𝜑𝜃 ) → ( 𝜃𝜓 ) ) )
11 ancr ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜑 → ( 𝜒𝜑 ) ) )
12 11 anim1i ( ( ( 𝜑𝜒 ) ∧ ( ( 𝜑𝜃 ) → ( 𝜃𝜓 ) ) ) → ( ( 𝜑 → ( 𝜒𝜑 ) ) ∧ ( ( 𝜑𝜃 ) → ( 𝜃𝜓 ) ) ) )
13 4 10 12 syl2anc ( ( 𝜑 → ( 𝜓𝜒 ) ) → ( ( 𝜑 → ( 𝜒𝜑 ) ) ∧ ( ( 𝜑𝜃 ) → ( 𝜃𝜓 ) ) ) )
14 con3 ( ( ( 𝜑𝜃 ) → ( 𝜃𝜓 ) ) → ( ¬ ( 𝜃𝜓 ) → ¬ ( 𝜑𝜃 ) ) )
15 df-nan ( ( 𝜃𝜓 ) ↔ ¬ ( 𝜃𝜓 ) )
16 df-nan ( ( 𝜑𝜃 ) ↔ ¬ ( 𝜑𝜃 ) )
17 14 15 16 3imtr4g ( ( ( 𝜑𝜃 ) → ( 𝜃𝜓 ) ) → ( ( 𝜃𝜓 ) → ( 𝜑𝜃 ) ) )
18 17 anim2i ( ( ( 𝜑 → ( 𝜒𝜑 ) ) ∧ ( ( 𝜑𝜃 ) → ( 𝜃𝜓 ) ) ) → ( ( 𝜑 → ( 𝜒𝜑 ) ) ∧ ( ( 𝜃𝜓 ) → ( 𝜑𝜃 ) ) ) )
19 nannan ( ( 𝜑 ⊼ ( 𝜒𝜑 ) ) ↔ ( 𝜑 → ( 𝜒𝜑 ) ) )
20 19 biimpri ( ( 𝜑 → ( 𝜒𝜑 ) ) → ( 𝜑 ⊼ ( 𝜒𝜑 ) ) )
21 nanim ( ( ( 𝜃𝜓 ) → ( 𝜑𝜃 ) ) ↔ ( ( 𝜃𝜓 ) ⊼ ( ( 𝜑𝜃 ) ⊼ ( 𝜑𝜃 ) ) ) )
22 21 biimpi ( ( ( 𝜃𝜓 ) → ( 𝜑𝜃 ) ) → ( ( 𝜃𝜓 ) ⊼ ( ( 𝜑𝜃 ) ⊼ ( 𝜑𝜃 ) ) ) )
23 20 22 anim12i ( ( ( 𝜑 → ( 𝜒𝜑 ) ) ∧ ( ( 𝜃𝜓 ) → ( 𝜑𝜃 ) ) ) → ( ( 𝜑 ⊼ ( 𝜒𝜑 ) ) ∧ ( ( 𝜃𝜓 ) ⊼ ( ( 𝜑𝜃 ) ⊼ ( 𝜑𝜃 ) ) ) ) )
24 2 13 18 23 4syl ( ( 𝜑 ⊼ ( 𝜓𝜒 ) ) → ( ( 𝜑 ⊼ ( 𝜒𝜑 ) ) ∧ ( ( 𝜃𝜓 ) ⊼ ( ( 𝜑𝜃 ) ⊼ ( 𝜑𝜃 ) ) ) ) )
25 nannan ( ( ( 𝜑 ⊼ ( 𝜓𝜒 ) ) ⊼ ( ( 𝜑 ⊼ ( 𝜒𝜑 ) ) ⊼ ( ( 𝜃𝜓 ) ⊼ ( ( 𝜑𝜃 ) ⊼ ( 𝜑𝜃 ) ) ) ) ) ↔ ( ( 𝜑 ⊼ ( 𝜓𝜒 ) ) → ( ( 𝜑 ⊼ ( 𝜒𝜑 ) ) ∧ ( ( 𝜃𝜓 ) ⊼ ( ( 𝜑𝜃 ) ⊼ ( 𝜑𝜃 ) ) ) ) ) )
26 24 25 mpbir ( ( 𝜑 ⊼ ( 𝜓𝜒 ) ) ⊼ ( ( 𝜑 ⊼ ( 𝜒𝜑 ) ) ⊼ ( ( 𝜃𝜓 ) ⊼ ( ( 𝜑𝜃 ) ⊼ ( 𝜑𝜃 ) ) ) ) )