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Theorem pm11.71

Description: Theorem *11.71 in WhiteheadRussell p. 166. (Contributed by Andrew Salmon, 24-May-2011)

Ref Expression
Assertion pm11.71 ( ( ∃ 𝑥 𝜑 ∧ ∃ 𝑦 𝜒 ) → ( ( ∀ 𝑥 ( 𝜑𝜓 ) ∧ ∀ 𝑦 ( 𝜒𝜃 ) ) ↔ ∀ 𝑥𝑦 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nfv 𝑦 ( 𝜑𝜓 )
2 nfv 𝑥 ( 𝜒𝜃 )
3 1 2 aaan ( ∀ 𝑥𝑦 ( ( 𝜑𝜓 ) ∧ ( 𝜒𝜃 ) ) ↔ ( ∀ 𝑥 ( 𝜑𝜓 ) ∧ ∀ 𝑦 ( 𝜒𝜃 ) ) )
4 anim12 ( ( ( 𝜑𝜓 ) ∧ ( 𝜒𝜃 ) ) → ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) )
5 4 2alimi ( ∀ 𝑥𝑦 ( ( 𝜑𝜓 ) ∧ ( 𝜒𝜃 ) ) → ∀ 𝑥𝑦 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) )
6 3 5 sylbir ( ( ∀ 𝑥 ( 𝜑𝜓 ) ∧ ∀ 𝑦 ( 𝜒𝜃 ) ) → ∀ 𝑥𝑦 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) )
7 nfv 𝑥 𝜒
8 7 nfex 𝑥𝑦 𝜒
9 exim ( ∀ 𝑦 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) → ( ∃ 𝑦 ( 𝜑𝜒 ) → ∃ 𝑦 ( 𝜓𝜃 ) ) )
10 19.42v ( ∃ 𝑦 ( 𝜑𝜒 ) ↔ ( 𝜑 ∧ ∃ 𝑦 𝜒 ) )
11 19.42v ( ∃ 𝑦 ( 𝜓𝜃 ) ↔ ( 𝜓 ∧ ∃ 𝑦 𝜃 ) )
12 9 10 11 3imtr3g ( ∀ 𝑦 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) → ( ( 𝜑 ∧ ∃ 𝑦 𝜒 ) → ( 𝜓 ∧ ∃ 𝑦 𝜃 ) ) )
13 pm3.21 ( ∃ 𝑦 𝜒 → ( 𝜑 → ( 𝜑 ∧ ∃ 𝑦 𝜒 ) ) )
14 simpl ( ( 𝜓 ∧ ∃ 𝑦 𝜃 ) → 𝜓 )
15 14 imim2i ( ( ( 𝜑 ∧ ∃ 𝑦 𝜒 ) → ( 𝜓 ∧ ∃ 𝑦 𝜃 ) ) → ( ( 𝜑 ∧ ∃ 𝑦 𝜒 ) → 𝜓 ) )
16 13 15 syl9 ( ∃ 𝑦 𝜒 → ( ( ( 𝜑 ∧ ∃ 𝑦 𝜒 ) → ( 𝜓 ∧ ∃ 𝑦 𝜃 ) ) → ( 𝜑𝜓 ) ) )
17 12 16 syl5 ( ∃ 𝑦 𝜒 → ( ∀ 𝑦 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) → ( 𝜑𝜓 ) ) )
18 8 17 alimd ( ∃ 𝑦 𝜒 → ( ∀ 𝑥𝑦 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) → ∀ 𝑥 ( 𝜑𝜓 ) ) )
19 18 adantl ( ( ∃ 𝑥 𝜑 ∧ ∃ 𝑦 𝜒 ) → ( ∀ 𝑥𝑦 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) → ∀ 𝑥 ( 𝜑𝜓 ) ) )
20 ax-11 ( ∀ 𝑥𝑦 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) → ∀ 𝑦𝑥 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) )
21 nfv 𝑦 𝜑
22 21 nfex 𝑦𝑥 𝜑
23 exim ( ∀ 𝑥 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) → ( ∃ 𝑥 ( 𝜑𝜒 ) → ∃ 𝑥 ( 𝜓𝜃 ) ) )
24 19.41v ( ∃ 𝑥 ( 𝜑𝜒 ) ↔ ( ∃ 𝑥 𝜑𝜒 ) )
25 19.41v ( ∃ 𝑥 ( 𝜓𝜃 ) ↔ ( ∃ 𝑥 𝜓𝜃 ) )
26 23 24 25 3imtr3g ( ∀ 𝑥 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) → ( ( ∃ 𝑥 𝜑𝜒 ) → ( ∃ 𝑥 𝜓𝜃 ) ) )
27 pm3.2 ( ∃ 𝑥 𝜑 → ( 𝜒 → ( ∃ 𝑥 𝜑𝜒 ) ) )
28 simpr ( ( ∃ 𝑥 𝜓𝜃 ) → 𝜃 )
29 28 imim2i ( ( ( ∃ 𝑥 𝜑𝜒 ) → ( ∃ 𝑥 𝜓𝜃 ) ) → ( ( ∃ 𝑥 𝜑𝜒 ) → 𝜃 ) )
30 27 29 syl9 ( ∃ 𝑥 𝜑 → ( ( ( ∃ 𝑥 𝜑𝜒 ) → ( ∃ 𝑥 𝜓𝜃 ) ) → ( 𝜒𝜃 ) ) )
31 26 30 syl5 ( ∃ 𝑥 𝜑 → ( ∀ 𝑥 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) → ( 𝜒𝜃 ) ) )
32 22 31 alimd ( ∃ 𝑥 𝜑 → ( ∀ 𝑦𝑥 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) → ∀ 𝑦 ( 𝜒𝜃 ) ) )
33 20 32 syl5 ( ∃ 𝑥 𝜑 → ( ∀ 𝑥𝑦 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) → ∀ 𝑦 ( 𝜒𝜃 ) ) )
34 33 adantr ( ( ∃ 𝑥 𝜑 ∧ ∃ 𝑦 𝜒 ) → ( ∀ 𝑥𝑦 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) → ∀ 𝑦 ( 𝜒𝜃 ) ) )
35 19 34 jcad ( ( ∃ 𝑥 𝜑 ∧ ∃ 𝑦 𝜒 ) → ( ∀ 𝑥𝑦 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) → ( ∀ 𝑥 ( 𝜑𝜓 ) ∧ ∀ 𝑦 ( 𝜒𝜃 ) ) ) )
36 6 35 impbid2 ( ( ∃ 𝑥 𝜑 ∧ ∃ 𝑦 𝜒 ) → ( ( ∀ 𝑥 ( 𝜑𝜓 ) ∧ ∀ 𝑦 ( 𝜒𝜃 ) ) ↔ ∀ 𝑥𝑦 ( ( 𝜑𝜒 ) → ( 𝜓𝜃 ) ) ) )