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Theorem 2eu3

Description: Double existential uniqueness. Usage of this theorem is discouraged because it depends on ax-13 . (Contributed by NM, 3-Dec-2001) (Proof shortened by Wolf Lammen, 23-Apr-2023) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion 2eu3 ⊢ ∀ x ∀ y ∃* x φ ∨ ∃* y φ → ∃! x ∃! y φ ∧ ∃! y ∃! x φ ↔ ∃! x ∃ y φ ∧ ∃! y ∃ x φ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nfmo1 ⊢ Ⅎ y ∃* y φ
2 1 19.31 ⊢ ∀ y ∃* x φ ∨ ∃* y φ ↔ ∀ y ∃* x φ ∨ ∃* y φ
3 2 albii ⊢ ∀ x ∀ y ∃* x φ ∨ ∃* y φ ↔ ∀ x ∀ y ∃* x φ ∨ ∃* y φ
4 nfmo1 ⊢ Ⅎ x ∃* x φ
5 4 nfal ⊢ Ⅎ x ∀ y ∃* x φ
6 5 19.32 ⊢ ∀ x ∀ y ∃* x φ ∨ ∃* y φ ↔ ∀ y ∃* x φ ∨ ∀ x ∃* y φ
7 3 6 bitri ⊢ ∀ x ∀ y ∃* x φ ∨ ∃* y φ ↔ ∀ y ∃* x φ ∨ ∀ x ∃* y φ
8 2eu1 ⊢ ∀ y ∃* x φ → ∃! y ∃! x φ ↔ ∃! y ∃ x φ ∧ ∃! x ∃ y φ
9 8 biimpd ⊢ ∀ y ∃* x φ → ∃! y ∃! x φ → ∃! y ∃ x φ ∧ ∃! x ∃ y φ
10 ancom ⊢ ∃! y ∃ x φ ∧ ∃! x ∃ y φ ↔ ∃! x ∃ y φ ∧ ∃! y ∃ x φ
11 9 10 imbitrdi ⊢ ∀ y ∃* x φ → ∃! y ∃! x φ → ∃! x ∃ y φ ∧ ∃! y ∃ x φ
12 2eu1 ⊢ ∀ x ∃* y φ → ∃! x ∃! y φ ↔ ∃! x ∃ y φ ∧ ∃! y ∃ x φ
13 12 biimpd ⊢ ∀ x ∃* y φ → ∃! x ∃! y φ → ∃! x ∃ y φ ∧ ∃! y ∃ x φ
14 11 13 jaoa ⊢ ∀ y ∃* x φ ∨ ∀ x ∃* y φ → ∃! y ∃! x φ ∧ ∃! x ∃! y φ → ∃! x ∃ y φ ∧ ∃! y ∃ x φ
15 14 ancomsd ⊢ ∀ y ∃* x φ ∨ ∀ x ∃* y φ → ∃! x ∃! y φ ∧ ∃! y ∃! x φ → ∃! x ∃ y φ ∧ ∃! y ∃ x φ
16 2exeu ⊢ ∃! x ∃ y φ ∧ ∃! y ∃ x φ → ∃! x ∃! y φ
17 2exeu ⊢ ∃! y ∃ x φ ∧ ∃! x ∃ y φ → ∃! y ∃! x φ
18 17 ancoms ⊢ ∃! x ∃ y φ ∧ ∃! y ∃ x φ → ∃! y ∃! x φ
19 16 18 jca ⊢ ∃! x ∃ y φ ∧ ∃! y ∃ x φ → ∃! x ∃! y φ ∧ ∃! y ∃! x φ
20 15 19 impbid1 ⊢ ∀ y ∃* x φ ∨ ∀ x ∃* y φ → ∃! x ∃! y φ ∧ ∃! y ∃! x φ ↔ ∃! x ∃ y φ ∧ ∃! y ∃ x φ
21 7 20 sylbi ⊢ ∀ x ∀ y ∃* x φ ∨ ∃* y φ → ∃! x ∃! y φ ∧ ∃! y ∃! x φ ↔ ∃! x ∃ y φ ∧ ∃! y ∃ x φ