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Theorem reu2

Description: A way to express restricted uniqueness. (Contributed by NM, 22-Nov-1994)

Ref Expression
Assertion reu2 ⊢ ∃! x ∈ A φ ↔ ∃ x ∈ A φ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ ∧ y x φ → x = y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nfv ⊢ Ⅎ y x ∈ A ∧ φ
2 1 eu2 ⊢ ∃! x x ∈ A ∧ φ ↔ ∃ x x ∈ A ∧ φ ∧ ∀ x ∀ y x ∈ A ∧ φ ∧ y x x ∈ A ∧ φ → x = y
3 df-reu ⊢ ∃! x ∈ A φ ↔ ∃! x x ∈ A ∧ φ
4 df-rex ⊢ ∃ x ∈ A φ ↔ ∃ x x ∈ A ∧ φ
5 df-ral ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ ∧ y x φ → x = y ↔ ∀ x x ∈ A → ∀ y ∈ A φ ∧ y x φ → x = y
6 19.21v ⊢ ∀ y x ∈ A → y ∈ A → φ ∧ y x φ → x = y ↔ x ∈ A → ∀ y y ∈ A → φ ∧ y x φ → x = y
7 nfv ⊢ Ⅎ x y ∈ A
8 nfs1v ⊢ Ⅎ x y x φ
9 7 8 nfan ⊢ Ⅎ x y ∈ A ∧ y x φ
10 eleq1w ⊢ x = y → x ∈ A ↔ y ∈ A
11 sbequ12 ⊢ x = y → φ ↔ y x φ
12 10 11 anbi12d ⊢ x = y → x ∈ A ∧ φ ↔ y ∈ A ∧ y x φ
13 9 12 sbiev ⊢ y x x ∈ A ∧ φ ↔ y ∈ A ∧ y x φ
14 13 anbi2i ⊢ x ∈ A ∧ φ ∧ y x x ∈ A ∧ φ ↔ x ∈ A ∧ φ ∧ y ∈ A ∧ y x φ
15 an4 ⊢ x ∈ A ∧ φ ∧ y ∈ A ∧ y x φ ↔ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ φ ∧ y x φ
16 14 15 bitri ⊢ x ∈ A ∧ φ ∧ y x x ∈ A ∧ φ ↔ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ φ ∧ y x φ
17 16 imbi1i ⊢ x ∈ A ∧ φ ∧ y x x ∈ A ∧ φ → x = y ↔ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ φ ∧ y x φ → x = y
18 impexp ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ φ ∧ y x φ → x = y ↔ x ∈ A ∧ y ∈ A → φ ∧ y x φ → x = y
19 impexp ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ A → φ ∧ y x φ → x = y ↔ x ∈ A → y ∈ A → φ ∧ y x φ → x = y
20 17 18 19 3bitri ⊢ x ∈ A ∧ φ ∧ y x x ∈ A ∧ φ → x = y ↔ x ∈ A → y ∈ A → φ ∧ y x φ → x = y
21 20 albii ⊢ ∀ y x ∈ A ∧ φ ∧ y x x ∈ A ∧ φ → x = y ↔ ∀ y x ∈ A → y ∈ A → φ ∧ y x φ → x = y
22 df-ral ⊢ ∀ y ∈ A φ ∧ y x φ → x = y ↔ ∀ y y ∈ A → φ ∧ y x φ → x = y
23 22 imbi2i ⊢ x ∈ A → ∀ y ∈ A φ ∧ y x φ → x = y ↔ x ∈ A → ∀ y y ∈ A → φ ∧ y x φ → x = y
24 6 21 23 3bitr4i ⊢ ∀ y x ∈ A ∧ φ ∧ y x x ∈ A ∧ φ → x = y ↔ x ∈ A → ∀ y ∈ A φ ∧ y x φ → x = y
25 24 albii ⊢ ∀ x ∀ y x ∈ A ∧ φ ∧ y x x ∈ A ∧ φ → x = y ↔ ∀ x x ∈ A → ∀ y ∈ A φ ∧ y x φ → x = y
26 5 25 bitr4i ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ ∧ y x φ → x = y ↔ ∀ x ∀ y x ∈ A ∧ φ ∧ y x x ∈ A ∧ φ → x = y
27 4 26 anbi12i ⊢ ∃ x ∈ A φ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ ∧ y x φ → x = y ↔ ∃ x x ∈ A ∧ φ ∧ ∀ x ∀ y x ∈ A ∧ φ ∧ y x x ∈ A ∧ φ → x = y
28 2 3 27 3bitr4i ⊢ ∃! x ∈ A φ ↔ ∃ x ∈ A φ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A φ ∧ y x φ → x = y