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Description: If the setvar variables are interchangeable in a wff, and there is a unique ordered pair fulfilling the wff, then both setvar variables must be equal. (Contributed by AV, 28-Aug-2023)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Assertion | ichreuopeq | ⊢ ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 → ( ∃! 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑋 ) ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑝 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | eqeq1 | ⊢ ( 𝑝 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝑝 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ↔ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ) ) | |
| 2 | 1 | anbi1d | ⊢ ( 𝑝 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( ( 𝑝 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ↔ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) ) |
| 3 | 2 | 2exbidv | ⊢ ( 𝑝 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑝 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ↔ ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) ) |
| 4 | eqeq1 | ⊢ ( 𝑝 = 〈 𝑣 , 𝑤 〉 → ( 𝑝 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ↔ 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ) ) | |
| 5 | 4 | anbi1d | ⊢ ( 𝑝 = 〈 𝑣 , 𝑤 〉 → ( ( 𝑝 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ↔ ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) ) |
| 6 | 5 | 2exbidv | ⊢ ( 𝑝 = 〈 𝑣 , 𝑤 〉 → ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑝 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ↔ ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) ) |
| 7 | 3 6 | reuop | ⊢ ( ∃! 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑋 ) ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑝 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ↔ ∃ 𝑥 ∈ 𝑋 ∃ 𝑦 ∈ 𝑋 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ∧ ∀ 𝑣 ∈ 𝑋 ∀ 𝑤 ∈ 𝑋 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) ) |
| 8 | nfich1 | ⊢ Ⅎ 𝑎 [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 | |
| 9 | nfv | ⊢ Ⅎ 𝑎 ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) | |
| 10 | 8 9 | nfan | ⊢ Ⅎ 𝑎 ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) |
| 11 | nfcv | ⊢ Ⅎ 𝑎 𝑋 | |
| 12 | nfe1 | ⊢ Ⅎ 𝑎 ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) | |
| 13 | nfv | ⊢ Ⅎ 𝑎 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 | |
| 14 | 12 13 | nfim | ⊢ Ⅎ 𝑎 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) |
| 15 | 11 14 | nfralw | ⊢ Ⅎ 𝑎 ∀ 𝑤 ∈ 𝑋 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) |
| 16 | 11 15 | nfralw | ⊢ Ⅎ 𝑎 ∀ 𝑣 ∈ 𝑋 ∀ 𝑤 ∈ 𝑋 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) |
| 17 | nfe1 | ⊢ Ⅎ 𝑎 ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) | |
| 18 | 16 17 | nfim | ⊢ Ⅎ 𝑎 ( ∀ 𝑣 ∈ 𝑋 ∀ 𝑤 ∈ 𝑋 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) → ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) |
| 19 | nfich2 | ⊢ Ⅎ 𝑏 [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 | |
| 20 | nfv | ⊢ Ⅎ 𝑏 ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) | |
| 21 | 19 20 | nfan | ⊢ Ⅎ 𝑏 ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) |
| 22 | nfcv | ⊢ Ⅎ 𝑏 𝑋 | |
| 23 | nfe1 | ⊢ Ⅎ 𝑏 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) | |
| 24 | 23 | nfex | ⊢ Ⅎ 𝑏 ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) |
| 25 | nfv | ⊢ Ⅎ 𝑏 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 | |
| 26 | 24 25 | nfim | ⊢ Ⅎ 𝑏 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) |
| 27 | 22 26 | nfralw | ⊢ Ⅎ 𝑏 ∀ 𝑤 ∈ 𝑋 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) |
| 28 | 22 27 | nfralw | ⊢ Ⅎ 𝑏 ∀ 𝑣 ∈ 𝑋 ∀ 𝑤 ∈ 𝑋 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) |
| 29 | nfe1 | ⊢ Ⅎ 𝑏 ∃ 𝑏 ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) | |
| 30 | 29 | nfex | ⊢ Ⅎ 𝑏 ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) |
| 31 | 28 30 | nfim | ⊢ Ⅎ 𝑏 ( ∀ 𝑣 ∈ 𝑋 ∀ 𝑤 ∈ 𝑋 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) → ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) |
| 32 | opeq12 | ⊢ ( ( 𝑣 = 𝑦 ∧ 𝑤 = 𝑥 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑦 , 𝑥 〉 ) | |
| 33 | 32 | eqeq1d | ⊢ ( ( 𝑣 = 𝑦 ∧ 𝑤 = 𝑥 ) → ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ↔ 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ) ) |
| 34 | 33 | anbi1d | ⊢ ( ( 𝑣 = 𝑦 ∧ 𝑤 = 𝑥 ) → ( ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ↔ ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) ) |
| 35 | 34 | 2exbidv | ⊢ ( ( 𝑣 = 𝑦 ∧ 𝑤 = 𝑥 ) → ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ↔ ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) ) |
| 36 | 32 | eqeq1d | ⊢ ( ( 𝑣 = 𝑦 ∧ 𝑤 = 𝑥 ) → ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ↔ 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) |
| 37 | 35 36 | imbi12d | ⊢ ( ( 𝑣 = 𝑦 ∧ 𝑤 = 𝑥 ) → ( ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ↔ ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) ) |
| 38 | 37 | rspc2gv | ⊢ ( ( 𝑦 ∈ 𝑋 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ) → ( ∀ 𝑣 ∈ 𝑋 ∀ 𝑤 ∈ 𝑋 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) → ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) ) |
| 39 | 38 | ancoms | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) → ( ∀ 𝑣 ∈ 𝑋 ∀ 𝑤 ∈ 𝑋 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) → ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) ) |
| 40 | 39 | adantl | ⊢ ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) → ( ∀ 𝑣 ∈ 𝑋 ∀ 𝑤 ∈ 𝑋 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) → ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) ) |
| 41 | simprr | ⊢ ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) → 𝑦 ∈ 𝑋 ) | |
| 42 | 41 | adantr | ⊢ ( ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) ∧ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) → 𝑦 ∈ 𝑋 ) |
| 43 | simpl | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) → 𝑥 ∈ 𝑋 ) | |
| 44 | 43 | adantl | ⊢ ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) → 𝑥 ∈ 𝑋 ) |
| 45 | 44 | adantr | ⊢ ( ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) ∧ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) → 𝑥 ∈ 𝑋 ) |
| 46 | eqidd | ⊢ ( ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) ∧ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) → 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑥 〉 ) | |
| 47 | vex | ⊢ 𝑥 ∈ V | |
| 48 | vex | ⊢ 𝑦 ∈ V | |
| 49 | 47 48 | opth | ⊢ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ↔ ( 𝑥 = 𝑎 ∧ 𝑦 = 𝑏 ) ) |
| 50 | sbceq1a | ⊢ ( 𝑏 = 𝑦 → ( 𝜑 ↔ [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ) ) | |
| 51 | 50 | equcoms | ⊢ ( 𝑦 = 𝑏 → ( 𝜑 ↔ [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ) ) |
| 52 | sbceq1a | ⊢ ( 𝑎 = 𝑥 → ( [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ↔ [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ) ) | |
| 53 | 52 | equcoms | ⊢ ( 𝑥 = 𝑎 → ( [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ↔ [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ) ) |
| 54 | 51 53 | sylan9bbr | ⊢ ( ( 𝑥 = 𝑎 ∧ 𝑦 = 𝑏 ) → ( 𝜑 ↔ [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ) ) |
| 55 | dfich2 | ⊢ ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ↔ ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ↔ [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) ) | |
| 56 | 2sp | ⊢ ( ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ↔ [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) → ( [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ↔ [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) ) | |
| 57 | sbsbc | ⊢ ( [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ↔ [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ) | |
| 58 | 57 | sbbii | ⊢ ( [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ↔ [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ) |
| 59 | sbsbc | ⊢ ( [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ↔ [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ) | |
| 60 | 58 59 | bitri | ⊢ ( [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ↔ [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ) |
| 61 | sbsbc | ⊢ ( [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ↔ [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) | |
| 62 | 61 | sbbii | ⊢ ( [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ↔ [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) |
| 63 | sbsbc | ⊢ ( [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ↔ [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) | |
| 64 | 62 63 | bitri | ⊢ ( [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ↔ [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) |
| 65 | 56 60 64 | 3bitr3g | ⊢ ( ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ↔ [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) → ( [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ↔ [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) ) |
| 66 | 55 65 | sylbi | ⊢ ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 → ( [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 ↔ [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) ) |
| 67 | 66 | biimpd | ⊢ ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 → ( [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 → [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) ) |
| 68 | 67 | adantr | ⊢ ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) → ( [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 → [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) ) |
| 69 | 68 | com12 | ⊢ ( [ 𝑥 / 𝑎 ] [ 𝑦 / 𝑏 ] 𝜑 → ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) → [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) ) |
| 70 | 54 69 | biimtrdi | ⊢ ( ( 𝑥 = 𝑎 ∧ 𝑦 = 𝑏 ) → ( 𝜑 → ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) → [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) ) ) |
| 71 | 49 70 | sylbi | ⊢ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 → ( 𝜑 → ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) → [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) ) ) |
| 72 | 71 | imp | ⊢ ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) → [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) ) |
| 73 | 72 | impcom | ⊢ ( ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) ∧ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) → [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) |
| 74 | sbccom | ⊢ ( [ 𝑥 / 𝑏 ] [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 ↔ [ 𝑦 / 𝑎 ] [ 𝑥 / 𝑏 ] 𝜑 ) | |
| 75 | 73 74 | sylibr | ⊢ ( ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) ∧ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) → [ 𝑥 / 𝑏 ] [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 ) |
| 76 | 46 75 | jca | ⊢ ( ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) ∧ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) → ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑥 〉 ∧ [ 𝑥 / 𝑏 ] [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 ) ) |
| 77 | nfcv | ⊢ Ⅎ 𝑏 𝑥 | |
| 78 | nfv | ⊢ Ⅎ 𝑏 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑥 〉 | |
| 79 | nfsbc1v | ⊢ Ⅎ 𝑏 [ 𝑥 / 𝑏 ] [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 | |
| 80 | 78 79 | nfan | ⊢ Ⅎ 𝑏 ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑥 〉 ∧ [ 𝑥 / 𝑏 ] [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 ) |
| 81 | opeq2 | ⊢ ( 𝑏 = 𝑥 → 〈 𝑦 , 𝑏 〉 = 〈 𝑦 , 𝑥 〉 ) | |
| 82 | 81 | eqeq2d | ⊢ ( 𝑏 = 𝑥 → ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑏 〉 ↔ 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑥 〉 ) ) |
| 83 | sbceq1a | ⊢ ( 𝑏 = 𝑥 → ( [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 ↔ [ 𝑥 / 𝑏 ] [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 ) ) | |
| 84 | 82 83 | anbi12d | ⊢ ( 𝑏 = 𝑥 → ( ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑏 〉 ∧ [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 ) ↔ ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑥 〉 ∧ [ 𝑥 / 𝑏 ] [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 ) ) ) |
| 85 | 77 80 84 | spcegf | ⊢ ( 𝑥 ∈ 𝑋 → ( ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑥 〉 ∧ [ 𝑥 / 𝑏 ] [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 ) → ∃ 𝑏 ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑏 〉 ∧ [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 ) ) ) |
| 86 | 45 76 85 | sylc | ⊢ ( ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) ∧ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) → ∃ 𝑏 ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑏 〉 ∧ [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 ) ) |
| 87 | nfcv | ⊢ Ⅎ 𝑎 𝑦 | |
| 88 | nfv | ⊢ Ⅎ 𝑎 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑏 〉 | |
| 89 | nfsbc1v | ⊢ Ⅎ 𝑎 [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 | |
| 90 | 88 89 | nfan | ⊢ Ⅎ 𝑎 ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑏 〉 ∧ [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 ) |
| 91 | 90 | nfex | ⊢ Ⅎ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑏 〉 ∧ [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 ) |
| 92 | opeq1 | ⊢ ( 𝑎 = 𝑦 → 〈 𝑎 , 𝑏 〉 = 〈 𝑦 , 𝑏 〉 ) | |
| 93 | 92 | eqeq2d | ⊢ ( 𝑎 = 𝑦 → ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ↔ 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑏 〉 ) ) |
| 94 | sbceq1a | ⊢ ( 𝑎 = 𝑦 → ( 𝜑 ↔ [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 ) ) | |
| 95 | 93 94 | anbi12d | ⊢ ( 𝑎 = 𝑦 → ( ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ↔ ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑏 〉 ∧ [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 ) ) ) |
| 96 | 95 | exbidv | ⊢ ( 𝑎 = 𝑦 → ( ∃ 𝑏 ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ↔ ∃ 𝑏 ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑏 〉 ∧ [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 ) ) ) |
| 97 | 87 91 96 | spcegf | ⊢ ( 𝑦 ∈ 𝑋 → ( ∃ 𝑏 ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑦 , 𝑏 〉 ∧ [ 𝑦 / 𝑎 ] 𝜑 ) → ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) ) |
| 98 | 42 86 97 | sylc | ⊢ ( ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) ∧ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) → ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) |
| 99 | simpl | ⊢ ( ( 𝑦 = 𝑥 ∧ ( 𝑥 = 𝑎 ∧ 𝑦 = 𝑏 ) ) → 𝑦 = 𝑥 ) | |
| 100 | simprr | ⊢ ( ( 𝑦 = 𝑥 ∧ ( 𝑥 = 𝑎 ∧ 𝑦 = 𝑏 ) ) → 𝑦 = 𝑏 ) | |
| 101 | simpl | ⊢ ( ( 𝑥 = 𝑎 ∧ 𝑦 = 𝑏 ) → 𝑥 = 𝑎 ) | |
| 102 | 101 | adantl | ⊢ ( ( 𝑦 = 𝑥 ∧ ( 𝑥 = 𝑎 ∧ 𝑦 = 𝑏 ) ) → 𝑥 = 𝑎 ) |
| 103 | 99 100 102 | 3eqtr3rd | ⊢ ( ( 𝑦 = 𝑥 ∧ ( 𝑥 = 𝑎 ∧ 𝑦 = 𝑏 ) ) → 𝑎 = 𝑏 ) |
| 104 | 103 | anim1i | ⊢ ( ( ( 𝑦 = 𝑥 ∧ ( 𝑥 = 𝑎 ∧ 𝑦 = 𝑏 ) ) ∧ 𝜑 ) → ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) |
| 105 | 104 | exp31 | ⊢ ( 𝑦 = 𝑥 → ( ( 𝑥 = 𝑎 ∧ 𝑦 = 𝑏 ) → ( 𝜑 → ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) ) ) |
| 106 | 49 105 | biimtrid | ⊢ ( 𝑦 = 𝑥 → ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 → ( 𝜑 → ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) ) ) |
| 107 | 106 | impd | ⊢ ( 𝑦 = 𝑥 → ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) ) |
| 108 | 48 47 | opth1 | ⊢ ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → 𝑦 = 𝑥 ) |
| 109 | 107 108 | syl11 | ⊢ ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) ) |
| 110 | 109 | adantl | ⊢ ( ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) ∧ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) → ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) ) |
| 111 | 110 | imp | ⊢ ( ( ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) ∧ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) ∧ 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) → ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) |
| 112 | 111 | 19.8ad | ⊢ ( ( ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) ∧ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) ∧ 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) → ∃ 𝑏 ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) |
| 113 | 112 | 19.8ad | ⊢ ( ( ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) ∧ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) ∧ 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) → ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) |
| 114 | 113 | ex | ⊢ ( ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) ∧ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) → ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) ) |
| 115 | 98 114 | embantd | ⊢ ( ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) ∧ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ) → ( ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) → ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) ) |
| 116 | 115 | ex | ⊢ ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) → ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → ( ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑦 , 𝑥 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) → ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) ) ) |
| 117 | 40 116 | syl5d | ⊢ ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) → ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → ( ∀ 𝑣 ∈ 𝑋 ∀ 𝑤 ∈ 𝑋 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) → ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) ) ) |
| 118 | 21 31 117 | exlimd | ⊢ ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) → ( ∃ 𝑏 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → ( ∀ 𝑣 ∈ 𝑋 ∀ 𝑤 ∈ 𝑋 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) → ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) ) ) |
| 119 | 10 18 118 | exlimd | ⊢ ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) → ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → ( ∀ 𝑣 ∈ 𝑋 ∀ 𝑤 ∈ 𝑋 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) → ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) ) ) |
| 120 | 119 | impd | ⊢ ( ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ) ) → ( ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ∧ ∀ 𝑣 ∈ 𝑋 ∀ 𝑤 ∈ 𝑋 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) → ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) ) |
| 121 | 120 | rexlimdvva | ⊢ ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 → ( ∃ 𝑥 ∈ 𝑋 ∃ 𝑦 ∈ 𝑋 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) ∧ ∀ 𝑣 ∈ 𝑋 ∀ 𝑤 ∈ 𝑋 ( ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → 〈 𝑣 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) → ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) ) |
| 122 | 7 121 | biimtrid | ⊢ ( [ 𝑎 ⇄ 𝑏 ] 𝜑 → ( ∃! 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑋 ) ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑝 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ∧ 𝜑 ) → ∃ 𝑎 ∃ 𝑏 ( 𝑎 = 𝑏 ∧ 𝜑 ) ) ) |