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Theorem r3ex

Description: Triple existential quantification. (Contributed by AV, 21-Jul-2025)

Ref Expression
Assertion r3ex ( ∃ 𝑥𝐴𝑦𝐵𝑧𝐶 𝜑 ↔ ∃ 𝑥𝑦𝑧 ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵𝑧𝐶 ) ∧ 𝜑 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 r2ex ( ∃ 𝑥𝐴𝑦𝐵𝑧𝐶 𝜑 ↔ ∃ 𝑥𝑦 ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵 ) ∧ ∃ 𝑧𝐶 𝜑 ) )
2 df-rex ( ∃ 𝑧𝐶 𝜑 ↔ ∃ 𝑧 ( 𝑧𝐶𝜑 ) )
3 2 anbi2i ( ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵 ) ∧ ∃ 𝑧𝐶 𝜑 ) ↔ ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵 ) ∧ ∃ 𝑧 ( 𝑧𝐶𝜑 ) ) )
4 19.42v ( ∃ 𝑧 ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝐶𝜑 ) ) ↔ ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵 ) ∧ ∃ 𝑧 ( 𝑧𝐶𝜑 ) ) )
5 anass ( ( ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵 ) ∧ 𝑧𝐶 ) ∧ 𝜑 ) ↔ ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝐶𝜑 ) ) )
6 5 bicomi ( ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝐶𝜑 ) ) ↔ ( ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵 ) ∧ 𝑧𝐶 ) ∧ 𝜑 ) )
7 df-3an ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵𝑧𝐶 ) ↔ ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵 ) ∧ 𝑧𝐶 ) )
8 7 bicomi ( ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵 ) ∧ 𝑧𝐶 ) ↔ ( 𝑥𝐴𝑦𝐵𝑧𝐶 ) )
9 6 8 bianbi ( ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝐶𝜑 ) ) ↔ ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵𝑧𝐶 ) ∧ 𝜑 ) )
10 9 exbii ( ∃ 𝑧 ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵 ) ∧ ( 𝑧𝐶𝜑 ) ) ↔ ∃ 𝑧 ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵𝑧𝐶 ) ∧ 𝜑 ) )
11 3 4 10 3bitr2i ( ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵 ) ∧ ∃ 𝑧𝐶 𝜑 ) ↔ ∃ 𝑧 ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵𝑧𝐶 ) ∧ 𝜑 ) )
12 11 2exbii ( ∃ 𝑥𝑦 ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵 ) ∧ ∃ 𝑧𝐶 𝜑 ) ↔ ∃ 𝑥𝑦𝑧 ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵𝑧𝐶 ) ∧ 𝜑 ) )
13 1 12 bitri ( ∃ 𝑥𝐴𝑦𝐵𝑧𝐶 𝜑 ↔ ∃ 𝑥𝑦𝑧 ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐵𝑧𝐶 ) ∧ 𝜑 ) )