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Theorem 2reu5lem3 3171
Description: Lemma for 2reu5 3172. This lemma is interesting in its own right, showing that existential restriction in the last conjunct (the "at most one" part) is optional; compare rmo2 3288. (Contributed by Alexander van der Vekens, 17-Jun-2017.)
Assertion
Ref Expression
2reu5lem3  |-  ( ( E! x  e.  A  E! y  e.  B  ph 
/\  A. x  e.  A  E* y  e.  B  ph )  <->  ( E. x  e.  A  E. y  e.  B  ph  /\  E. z E. w A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) ) )
Distinct variable groups:    y, w, z, A    x, w, B, z    x, y    ph, w, z
Allowed substitution hints:    ph( x, y)    A( x)    B( y)

Proof of Theorem 2reu5lem3
StepHypRef Expression
1 2reu5lem1 3169 . . 3  |-  ( E! x  e.  A  E! y  e.  B  ph  <->  E! x E! y ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )
)
2 2reu5lem2 3170 . . 3  |-  ( A. x  e.  A  E* y  e.  B  ph  <->  A. x E* y ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )
)
31, 2anbi12i 697 . 2  |-  ( ( E! x  e.  A  E! y  e.  B  ph 
/\  A. x  e.  A  E* y  e.  B  ph )  <->  ( E! x E! y ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  /\  A. x E* y
( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph ) ) )
4 2eu5 2370 . 2  |-  ( ( E! x E! y ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  /\  A. x E* y ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )
)  <->  ( E. x E. y ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  /\  E. z E. w A. x A. y ( ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  ->  (
x  =  z  /\  y  =  w )
) ) )
5 3anass 969 . . . . . . 7  |-  ( ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  <->  ( x  e.  A  /\  ( y  e.  B  /\  ph ) ) )
65exbii 1634 . . . . . 6  |-  ( E. y ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  <->  E. y ( x  e.  A  /\  ( y  e.  B  /\  ph ) ) )
7 19.42v 1924 . . . . . 6  |-  ( E. y ( x  e.  A  /\  ( y  e.  B  /\  ph ) )  <->  ( x  e.  A  /\  E. y
( y  e.  B  /\  ph ) ) )
8 df-rex 2726 . . . . . . . 8  |-  ( E. y  e.  B  ph  <->  E. y ( y  e.  B  /\  ph )
)
98bicomi 202 . . . . . . 7  |-  ( E. y ( y  e.  B  /\  ph )  <->  E. y  e.  B  ph )
109anbi2i 694 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  A  /\  E. y ( y  e.  B  /\  ph )
)  <->  ( x  e.  A  /\  E. y  e.  B  ph ) )
116, 7, 103bitri 271 . . . . 5  |-  ( E. y ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  <->  ( x  e.  A  /\  E. y  e.  B  ph ) )
1211exbii 1634 . . . 4  |-  ( E. x E. y ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  <->  E. x ( x  e.  A  /\  E. y  e.  B  ph )
)
13 df-rex 2726 . . . 4  |-  ( E. x  e.  A  E. y  e.  B  ph  <->  E. x
( x  e.  A  /\  E. y  e.  B  ph ) )
1412, 13bitr4i 252 . . 3  |-  ( E. x E. y ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  <->  E. x  e.  A  E. y  e.  B  ph )
15 3anan12 978 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  <->  ( y  e.  B  /\  ( x  e.  A  /\  ph ) ) )
1615imbi1i 325 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  ->  (
x  =  z  /\  y  =  w )
)  <->  ( ( y  e.  B  /\  (
x  e.  A  /\  ph ) )  ->  (
x  =  z  /\  y  =  w )
) )
17 impexp 446 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( y  e.  B  /\  ( x  e.  A  /\  ph ) )  -> 
( x  =  z  /\  y  =  w ) )  <->  ( y  e.  B  ->  ( ( x  e.  A  /\  ph )  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) ) )
18 impexp 446 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( x  e.  A  /\  ph )  ->  (
x  =  z  /\  y  =  w )
)  <->  ( x  e.  A  ->  ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) ) )
1918imbi2i 312 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( y  e.  B  -> 
( ( x  e.  A  /\  ph )  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) )  <->  ( y  e.  B  ->  ( x  e.  A  ->  ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) ) ) )
2016, 17, 193bitri 271 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  ->  (
x  =  z  /\  y  =  w )
)  <->  ( y  e.  B  ->  ( x  e.  A  ->  ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) ) ) )
2120albii 1610 . . . . . . . 8  |-  ( A. y ( ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) )  <->  A. y
( y  e.  B  ->  ( x  e.  A  ->  ( ph  ->  (
x  =  z  /\  y  =  w )
) ) ) )
22 df-ral 2725 . . . . . . . 8  |-  ( A. y  e.  B  (
x  e.  A  -> 
( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) )  <->  A. y ( y  e.  B  ->  ( x  e.  A  ->  ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) ) ) )
23 r19.21v 2808 . . . . . . . 8  |-  ( A. y  e.  B  (
x  e.  A  -> 
( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) )  <-> 
( x  e.  A  ->  A. y  e.  B  ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) ) )
2421, 22, 233bitr2i 273 . . . . . . 7  |-  ( A. y ( ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) )  <->  ( x  e.  A  ->  A. y  e.  B  ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) ) )
2524albii 1610 . . . . . 6  |-  ( A. x A. y ( ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) )  <->  A. x
( x  e.  A  ->  A. y  e.  B  ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) ) )
26 df-ral 2725 . . . . . 6  |-  ( A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) )  <->  A. x
( x  e.  A  ->  A. y  e.  B  ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) ) )
2725, 26bitr4i 252 . . . . 5  |-  ( A. x A. y ( ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) )  <->  A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) )
2827exbii 1634 . . . 4  |-  ( E. w A. x A. y ( ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) )  <->  E. w A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) )
2928exbii 1634 . . 3  |-  ( E. z E. w A. x A. y ( ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) )  <->  E. z E. w A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w )
) )
3014, 29anbi12i 697 . 2  |-  ( ( E. x E. y
( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  /\  E. z E. w A. x A. y ( ( x  e.  A  /\  y  e.  B  /\  ph )  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) )  <->  ( E. x  e.  A  E. y  e.  B  ph  /\  E. z E. w A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) ) )
313, 4, 303bitri 271 1  |-  ( ( E! x  e.  A  E! y  e.  B  ph 
/\  A. x  e.  A  E* y  e.  B  ph )  <->  ( E. x  e.  A  E. y  e.  B  ph  /\  E. z E. w A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( ph  ->  ( x  =  z  /\  y  =  w ) ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    /\ w3a 965   A.wal 1367   E.wex 1586    e. wcel 1756   E!weu 2253   E*wmo 2254   A.wral 2720   E.wrex 2721   E!wreu 2722   E*wrmo 2723
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1591  ax-4 1602  ax-5 1670  ax-6 1708  ax-7 1728  ax-10 1775  ax-11 1780  ax-12 1792  ax-13 1943
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3an 967  df-tru 1372  df-ex 1587  df-nf 1590  df-eu 2257  df-mo 2258  df-ral 2725  df-rex 2726  df-reu 2727  df-rmo 2728
This theorem is referenced by:  2reu5  3172
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