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Description: The proper substitution of an ordered pair for a setvar variable corresponds to a proper substitution of its first component. (Contributed by AV, 8-Apr-2023)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Hypothesis | sbcop.z | ⊢ ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝜑 ↔ 𝜓 ) ) | |
| Assertion | sbcop1 | ⊢ ( [ 𝑎 / 𝑥 ] 𝜓 ↔ [ 〈 𝑎 , 𝑦 〉 / 𝑧 ] 𝜑 ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | sbcop.z | ⊢ ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝜑 ↔ 𝜓 ) ) | |
| 2 | sbc5 | ⊢ ( [ 𝑎 / 𝑥 ] 𝜓 ↔ ∃ 𝑥 ( 𝑥 = 𝑎 ∧ 𝜓 ) ) | |
| 3 | opeq1 | ⊢ ( 𝑎 = 𝑥 → 〈 𝑎 , 𝑦 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) | |
| 4 | 3 | equcoms | ⊢ ( 𝑥 = 𝑎 → 〈 𝑎 , 𝑦 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) |
| 5 | 4 | eqeq2d | ⊢ ( 𝑥 = 𝑎 → ( 𝑧 = 〈 𝑎 , 𝑦 〉 ↔ 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) |
| 6 | 1 | biimprd | ⊢ ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝜓 → 𝜑 ) ) |
| 7 | 5 6 | biimtrdi | ⊢ ( 𝑥 = 𝑎 → ( 𝑧 = 〈 𝑎 , 𝑦 〉 → ( 𝜓 → 𝜑 ) ) ) |
| 8 | 7 | com23 | ⊢ ( 𝑥 = 𝑎 → ( 𝜓 → ( 𝑧 = 〈 𝑎 , 𝑦 〉 → 𝜑 ) ) ) |
| 9 | 8 | imp | ⊢ ( ( 𝑥 = 𝑎 ∧ 𝜓 ) → ( 𝑧 = 〈 𝑎 , 𝑦 〉 → 𝜑 ) ) |
| 10 | 9 | exlimiv | ⊢ ( ∃ 𝑥 ( 𝑥 = 𝑎 ∧ 𝜓 ) → ( 𝑧 = 〈 𝑎 , 𝑦 〉 → 𝜑 ) ) |
| 11 | 2 10 | sylbi | ⊢ ( [ 𝑎 / 𝑥 ] 𝜓 → ( 𝑧 = 〈 𝑎 , 𝑦 〉 → 𝜑 ) ) |
| 12 | 11 | alrimiv | ⊢ ( [ 𝑎 / 𝑥 ] 𝜓 → ∀ 𝑧 ( 𝑧 = 〈 𝑎 , 𝑦 〉 → 𝜑 ) ) |
| 13 | opex | ⊢ 〈 𝑎 , 𝑦 〉 ∈ V | |
| 14 | 13 | sbc6 | ⊢ ( [ 〈 𝑎 , 𝑦 〉 / 𝑧 ] 𝜑 ↔ ∀ 𝑧 ( 𝑧 = 〈 𝑎 , 𝑦 〉 → 𝜑 ) ) |
| 15 | 12 14 | sylibr | ⊢ ( [ 𝑎 / 𝑥 ] 𝜓 → [ 〈 𝑎 , 𝑦 〉 / 𝑧 ] 𝜑 ) |
| 16 | sbc5 | ⊢ ( [ 〈 𝑎 , 𝑦 〉 / 𝑧 ] 𝜑 ↔ ∃ 𝑧 ( 𝑧 = 〈 𝑎 , 𝑦 〉 ∧ 𝜑 ) ) | |
| 17 | 1 | biimpd | ⊢ ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝜑 → 𝜓 ) ) |
| 18 | 5 17 | biimtrdi | ⊢ ( 𝑥 = 𝑎 → ( 𝑧 = 〈 𝑎 , 𝑦 〉 → ( 𝜑 → 𝜓 ) ) ) |
| 19 | 18 | com3l | ⊢ ( 𝑧 = 〈 𝑎 , 𝑦 〉 → ( 𝜑 → ( 𝑥 = 𝑎 → 𝜓 ) ) ) |
| 20 | 19 | imp | ⊢ ( ( 𝑧 = 〈 𝑎 , 𝑦 〉 ∧ 𝜑 ) → ( 𝑥 = 𝑎 → 𝜓 ) ) |
| 21 | 20 | alrimiv | ⊢ ( ( 𝑧 = 〈 𝑎 , 𝑦 〉 ∧ 𝜑 ) → ∀ 𝑥 ( 𝑥 = 𝑎 → 𝜓 ) ) |
| 22 | vex | ⊢ 𝑎 ∈ V | |
| 23 | 22 | sbc6 | ⊢ ( [ 𝑎 / 𝑥 ] 𝜓 ↔ ∀ 𝑥 ( 𝑥 = 𝑎 → 𝜓 ) ) |
| 24 | 21 23 | sylibr | ⊢ ( ( 𝑧 = 〈 𝑎 , 𝑦 〉 ∧ 𝜑 ) → [ 𝑎 / 𝑥 ] 𝜓 ) |
| 25 | 24 | exlimiv | ⊢ ( ∃ 𝑧 ( 𝑧 = 〈 𝑎 , 𝑦 〉 ∧ 𝜑 ) → [ 𝑎 / 𝑥 ] 𝜓 ) |
| 26 | 16 25 | sylbi | ⊢ ( [ 〈 𝑎 , 𝑦 〉 / 𝑧 ] 𝜑 → [ 𝑎 / 𝑥 ] 𝜓 ) |
| 27 | 15 26 | impbii | ⊢ ( [ 𝑎 / 𝑥 ] 𝜓 ↔ [ 〈 𝑎 , 𝑦 〉 / 𝑧 ] 𝜑 ) |