Metamath Proof Explorer


Theorem kmlem12

Description: Lemma for 5-quantifier AC of Kurt Maes, Th. 4, part of 3 => 4. (Contributed by NM, 27-Mar-2004)

Ref Expression
Hypothesis kmlem9.1 ⊢ A = u | ∃ t ∈ x u = t ∖ ⋃ x ∖ t
Assertion kmlem12 ⊢ ∀ z ∈ x z ∖ ⋃ x ∖ z ≠ ∅ → ∀ z ∈ A z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y → ∀ z ∈ x z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ∩ ⋃ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 kmlem9.1 ⊢ A = u | ∃ t ∈ x u = t ∖ ⋃ x ∖ t
2 difeq1 ⊢ t = z → t ∖ ⋃ x ∖ t = z ∖ ⋃ x ∖ t
3 sneq ⊢ t = z → t = z
4 3 difeq2d ⊢ t = z → x ∖ t = x ∖ z
5 4 unieqd ⊢ t = z → ⋃ x ∖ t = ⋃ x ∖ z
6 5 difeq2d ⊢ t = z → z ∖ ⋃ x ∖ t = z ∖ ⋃ x ∖ z
7 2 6 eqtrd ⊢ t = z → t ∖ ⋃ x ∖ t = z ∖ ⋃ x ∖ z
8 7 neeq1d ⊢ t = z → t ∖ ⋃ x ∖ t ≠ ∅ ↔ z ∖ ⋃ x ∖ z ≠ ∅
9 8 cbvralvw ⊢ ∀ t ∈ x t ∖ ⋃ x ∖ t ≠ ∅ ↔ ∀ z ∈ x z ∖ ⋃ x ∖ z ≠ ∅
10 7 ineq1d ⊢ t = z → t ∖ ⋃ x ∖ t ∩ y = z ∖ ⋃ x ∖ z ∩ y
11 10 eleq2d ⊢ t = z → v ∈ t ∖ ⋃ x ∖ t ∩ y ↔ v ∈ z ∖ ⋃ x ∖ z ∩ y
12 11 eubidv ⊢ t = z → ∃! v v ∈ t ∖ ⋃ x ∖ t ∩ y ↔ ∃! v v ∈ z ∖ ⋃ x ∖ z ∩ y
13 12 cbvralvw ⊢ ∀ t ∈ x ∃! v v ∈ t ∖ ⋃ x ∖ t ∩ y ↔ ∀ z ∈ x ∃! v v ∈ z ∖ ⋃ x ∖ z ∩ y
14 9 13 imbi12i ⊢ ∀ t ∈ x t ∖ ⋃ x ∖ t ≠ ∅ → ∀ t ∈ x ∃! v v ∈ t ∖ ⋃ x ∖ t ∩ y ↔ ∀ z ∈ x z ∖ ⋃ x ∖ z ≠ ∅ → ∀ z ∈ x ∃! v v ∈ z ∖ ⋃ x ∖ z ∩ y
15 in12 ⊢ z ∩ y ∩ ⋃ A = y ∩ z ∩ ⋃ A
16 incom ⊢ y ∩ z ∩ ⋃ A = z ∩ ⋃ A ∩ y
17 15 16 eqtri ⊢ z ∩ y ∩ ⋃ A = z ∩ ⋃ A ∩ y
18 1 kmlem11 ⊢ z ∈ x → z ∩ ⋃ A = z ∖ ⋃ x ∖ z
19 18 ineq1d ⊢ z ∈ x → z ∩ ⋃ A ∩ y = z ∖ ⋃ x ∖ z ∩ y
20 17 19 eqtr2id ⊢ z ∈ x → z ∖ ⋃ x ∖ z ∩ y = z ∩ y ∩ ⋃ A
21 20 eleq2d ⊢ z ∈ x → v ∈ z ∖ ⋃ x ∖ z ∩ y ↔ v ∈ z ∩ y ∩ ⋃ A
22 21 eubidv ⊢ z ∈ x → ∃! v v ∈ z ∖ ⋃ x ∖ z ∩ y ↔ ∃! v v ∈ z ∩ y ∩ ⋃ A
23 ax-1 ⊢ ∃! v v ∈ z ∩ y ∩ ⋃ A → z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ∩ ⋃ A
24 22 23 biimtrdi ⊢ z ∈ x → ∃! v v ∈ z ∖ ⋃ x ∖ z ∩ y → z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ∩ ⋃ A
25 24 ralimia ⊢ ∀ z ∈ x ∃! v v ∈ z ∖ ⋃ x ∖ z ∩ y → ∀ z ∈ x z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ∩ ⋃ A
26 25 imim2i ⊢ ∀ z ∈ x z ∖ ⋃ x ∖ z ≠ ∅ → ∀ z ∈ x ∃! v v ∈ z ∖ ⋃ x ∖ z ∩ y → ∀ z ∈ x z ∖ ⋃ x ∖ z ≠ ∅ → ∀ z ∈ x z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ∩ ⋃ A
27 14 26 sylbi ⊢ ∀ t ∈ x t ∖ ⋃ x ∖ t ≠ ∅ → ∀ t ∈ x ∃! v v ∈ t ∖ ⋃ x ∖ t ∩ y → ∀ z ∈ x z ∖ ⋃ x ∖ z ≠ ∅ → ∀ z ∈ x z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ∩ ⋃ A
28 1 raleqi ⊢ ∀ z ∈ A z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ↔ ∀ z ∈ u | ∃ t ∈ x u = t ∖ ⋃ x ∖ t z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y
29 df-ral ⊢ ∀ z ∈ u | ∃ t ∈ x u = t ∖ ⋃ x ∖ t z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ↔ ∀ z z ∈ u | ∃ t ∈ x u = t ∖ ⋃ x ∖ t → z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y
30 vex ⊢ z ∈ V
31 eqeq1 ⊢ u = z → u = t ∖ ⋃ x ∖ t ↔ z = t ∖ ⋃ x ∖ t
32 31 rexbidv ⊢ u = z → ∃ t ∈ x u = t ∖ ⋃ x ∖ t ↔ ∃ t ∈ x z = t ∖ ⋃ x ∖ t
33 30 32 elab ⊢ z ∈ u | ∃ t ∈ x u = t ∖ ⋃ x ∖ t ↔ ∃ t ∈ x z = t ∖ ⋃ x ∖ t
34 33 imbi1i ⊢ z ∈ u | ∃ t ∈ x u = t ∖ ⋃ x ∖ t → z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ↔ ∃ t ∈ x z = t ∖ ⋃ x ∖ t → z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y
35 r19.23v ⊢ ∀ t ∈ x z = t ∖ ⋃ x ∖ t → z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ↔ ∃ t ∈ x z = t ∖ ⋃ x ∖ t → z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y
36 34 35 bitr4i ⊢ z ∈ u | ∃ t ∈ x u = t ∖ ⋃ x ∖ t → z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ↔ ∀ t ∈ x z = t ∖ ⋃ x ∖ t → z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y
37 36 albii ⊢ ∀ z z ∈ u | ∃ t ∈ x u = t ∖ ⋃ x ∖ t → z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ↔ ∀ z ∀ t ∈ x z = t ∖ ⋃ x ∖ t → z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y
38 ralcom4 ⊢ ∀ t ∈ x ∀ z z = t ∖ ⋃ x ∖ t → z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ↔ ∀ z ∀ t ∈ x z = t ∖ ⋃ x ∖ t → z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y
39 vex ⊢ t ∈ V
40 39 difexi ⊢ t ∖ ⋃ x ∖ t ∈ V
41 neeq1 ⊢ z = t ∖ ⋃ x ∖ t → z ≠ ∅ ↔ t ∖ ⋃ x ∖ t ≠ ∅
42 ineq1 ⊢ z = t ∖ ⋃ x ∖ t → z ∩ y = t ∖ ⋃ x ∖ t ∩ y
43 42 eleq2d ⊢ z = t ∖ ⋃ x ∖ t → v ∈ z ∩ y ↔ v ∈ t ∖ ⋃ x ∖ t ∩ y
44 43 eubidv ⊢ z = t ∖ ⋃ x ∖ t → ∃! v v ∈ z ∩ y ↔ ∃! v v ∈ t ∖ ⋃ x ∖ t ∩ y
45 41 44 imbi12d ⊢ z = t ∖ ⋃ x ∖ t → z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ↔ t ∖ ⋃ x ∖ t ≠ ∅ → ∃! v v ∈ t ∖ ⋃ x ∖ t ∩ y
46 40 45 ceqsalv ⊢ ∀ z z = t ∖ ⋃ x ∖ t → z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ↔ t ∖ ⋃ x ∖ t ≠ ∅ → ∃! v v ∈ t ∖ ⋃ x ∖ t ∩ y
47 46 ralbii ⊢ ∀ t ∈ x ∀ z z = t ∖ ⋃ x ∖ t → z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ↔ ∀ t ∈ x t ∖ ⋃ x ∖ t ≠ ∅ → ∃! v v ∈ t ∖ ⋃ x ∖ t ∩ y
48 37 38 47 3bitr2i ⊢ ∀ z z ∈ u | ∃ t ∈ x u = t ∖ ⋃ x ∖ t → z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ↔ ∀ t ∈ x t ∖ ⋃ x ∖ t ≠ ∅ → ∃! v v ∈ t ∖ ⋃ x ∖ t ∩ y
49 28 29 48 3bitri ⊢ ∀ z ∈ A z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ↔ ∀ t ∈ x t ∖ ⋃ x ∖ t ≠ ∅ → ∃! v v ∈ t ∖ ⋃ x ∖ t ∩ y
50 ralim ⊢ ∀ t ∈ x t ∖ ⋃ x ∖ t ≠ ∅ → ∃! v v ∈ t ∖ ⋃ x ∖ t ∩ y → ∀ t ∈ x t ∖ ⋃ x ∖ t ≠ ∅ → ∀ t ∈ x ∃! v v ∈ t ∖ ⋃ x ∖ t ∩ y
51 49 50 sylbi ⊢ ∀ z ∈ A z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y → ∀ t ∈ x t ∖ ⋃ x ∖ t ≠ ∅ → ∀ t ∈ x ∃! v v ∈ t ∖ ⋃ x ∖ t ∩ y
52 27 51 syl11 ⊢ ∀ z ∈ x z ∖ ⋃ x ∖ z ≠ ∅ → ∀ z ∈ A z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y → ∀ z ∈ x z ≠ ∅ → ∃! v v ∈ z ∩ y ∩ ⋃ A