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Description: There is a unique ordered pair fulfilling a wff iff there are uniquely two sets fulfilling a corresponding wff. (Contributed by AV, 1-Jul-2023)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Hypothesis | reu3op.a | ⊢ ( 𝑝 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 → ( 𝜓 ↔ 𝜒 ) ) | |
| Assertion | reu3op | ⊢ ( ∃! 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) 𝜓 ↔ ( ∃ 𝑎 ∈ 𝑋 ∃ 𝑏 ∈ 𝑌 𝜒 ∧ ∃ 𝑥 ∈ 𝑋 ∃ 𝑦 ∈ 𝑌 ∀ 𝑎 ∈ 𝑋 ∀ 𝑏 ∈ 𝑌 ( 𝜒 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ) ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | reu3op.a | ⊢ ( 𝑝 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 → ( 𝜓 ↔ 𝜒 ) ) | |
| 2 | reu3 | ⊢ ( ∃! 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) 𝜓 ↔ ( ∃ 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) 𝜓 ∧ ∃ 𝑞 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ∀ 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ( 𝜓 → 𝑝 = 𝑞 ) ) ) | |
| 3 | 1 | rexxp | ⊢ ( ∃ 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) 𝜓 ↔ ∃ 𝑎 ∈ 𝑋 ∃ 𝑏 ∈ 𝑌 𝜒 ) |
| 4 | eqeq2 | ⊢ ( 𝑞 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝑝 = 𝑞 ↔ 𝑝 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) | |
| 5 | 4 | imbi2d | ⊢ ( 𝑞 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( ( 𝜓 → 𝑝 = 𝑞 ) ↔ ( 𝜓 → 𝑝 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) ) |
| 6 | 5 | ralbidv | ⊢ ( 𝑞 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( ∀ 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ( 𝜓 → 𝑝 = 𝑞 ) ↔ ∀ 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ( 𝜓 → 𝑝 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) ) |
| 7 | 6 | rexxp | ⊢ ( ∃ 𝑞 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ∀ 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ( 𝜓 → 𝑝 = 𝑞 ) ↔ ∃ 𝑥 ∈ 𝑋 ∃ 𝑦 ∈ 𝑌 ∀ 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ( 𝜓 → 𝑝 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) |
| 8 | eqeq1 | ⊢ ( 𝑝 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 → ( 𝑝 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ↔ 〈 𝑎 , 𝑏 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) | |
| 9 | 1 8 | imbi12d | ⊢ ( 𝑝 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 → ( ( 𝜓 → 𝑝 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ↔ ( 𝜒 → 〈 𝑎 , 𝑏 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) ) |
| 10 | 9 | ralxp | ⊢ ( ∀ 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ( 𝜓 → 𝑝 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ↔ ∀ 𝑎 ∈ 𝑋 ∀ 𝑏 ∈ 𝑌 ( 𝜒 → 〈 𝑎 , 𝑏 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) |
| 11 | eqcom | ⊢ ( 〈 𝑎 , 𝑏 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ↔ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ) | |
| 12 | 11 | a1i | ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑌 ) ∧ ( 𝑎 ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑌 ) ) → ( 〈 𝑎 , 𝑏 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ↔ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ) ) |
| 13 | 12 | imbi2d | ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑌 ) ∧ ( 𝑎 ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑌 ) ) → ( ( 𝜒 → 〈 𝑎 , 𝑏 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ↔ ( 𝜒 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ) ) ) |
| 14 | 13 | 2ralbidva | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑌 ) → ( ∀ 𝑎 ∈ 𝑋 ∀ 𝑏 ∈ 𝑌 ( 𝜒 → 〈 𝑎 , 𝑏 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ↔ ∀ 𝑎 ∈ 𝑋 ∀ 𝑏 ∈ 𝑌 ( 𝜒 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ) ) ) |
| 15 | 10 14 | bitrid | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝑦 ∈ 𝑌 ) → ( ∀ 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ( 𝜓 → 𝑝 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ↔ ∀ 𝑎 ∈ 𝑋 ∀ 𝑏 ∈ 𝑌 ( 𝜒 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ) ) ) |
| 16 | 15 | 2rexbiia | ⊢ ( ∃ 𝑥 ∈ 𝑋 ∃ 𝑦 ∈ 𝑌 ∀ 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ( 𝜓 → 𝑝 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ↔ ∃ 𝑥 ∈ 𝑋 ∃ 𝑦 ∈ 𝑌 ∀ 𝑎 ∈ 𝑋 ∀ 𝑏 ∈ 𝑌 ( 𝜒 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ) ) |
| 17 | 7 16 | bitri | ⊢ ( ∃ 𝑞 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ∀ 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ( 𝜓 → 𝑝 = 𝑞 ) ↔ ∃ 𝑥 ∈ 𝑋 ∃ 𝑦 ∈ 𝑌 ∀ 𝑎 ∈ 𝑋 ∀ 𝑏 ∈ 𝑌 ( 𝜒 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ) ) |
| 18 | 3 17 | anbi12i | ⊢ ( ( ∃ 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) 𝜓 ∧ ∃ 𝑞 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ∀ 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) ( 𝜓 → 𝑝 = 𝑞 ) ) ↔ ( ∃ 𝑎 ∈ 𝑋 ∃ 𝑏 ∈ 𝑌 𝜒 ∧ ∃ 𝑥 ∈ 𝑋 ∃ 𝑦 ∈ 𝑌 ∀ 𝑎 ∈ 𝑋 ∀ 𝑏 ∈ 𝑌 ( 𝜒 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ) ) ) |
| 19 | 2 18 | bitri | ⊢ ( ∃! 𝑝 ∈ ( 𝑋 × 𝑌 ) 𝜓 ↔ ( ∃ 𝑎 ∈ 𝑋 ∃ 𝑏 ∈ 𝑌 𝜒 ∧ ∃ 𝑥 ∈ 𝑋 ∃ 𝑦 ∈ 𝑌 ∀ 𝑎 ∈ 𝑋 ∀ 𝑏 ∈ 𝑌 ( 𝜒 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑎 , 𝑏 〉 ) ) ) |