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Theorem axacnd 3758
Description: A version of the Axiom of Choice with no distinct variable conditions.
Assertion
Ref Expression
axacnd xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w))

Proof of Theorem axacnd
StepHypRef Expression
1 axacndlem5 3757 . . . 4 xyv(∀x(yvvw) → ∃wy(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w))
2 eq6 826 . . . . . 6 (¬ ∀z z = x → ∀x ¬ ∀z z = x)
3 eq6 826 . . . . . . 7 (¬ ∀z z = y → ∀x ¬ ∀z z = y)
4 eq6 826 . . . . . . 7 (¬ ∀z z = w → ∀x ¬ ∀z z = w)
53, 4hban 704 . . . . . 6 ((¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w) → ∀x(¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w))
62, 5hban 704 . . . . 5 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → ∀x(¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)))
7 eq6 826 . . . . . . 7 (¬ ∀z z = x → ∀y ¬ ∀z z = x)
8 eq6 826 . . . . . . . 8 (¬ ∀z z = y → ∀y ¬ ∀z z = y)
9 eq6 826 . . . . . . . 8 (¬ ∀z z = w → ∀y ¬ ∀z z = w)
108, 9hban 704 . . . . . . 7 ((¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w) → ∀y(¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w))
117, 10hban 704 . . . . . 6 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → ∀y(¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)))
12 eq6 826 . . . . . . . 8 (¬ ∀z z = x → ∀z ¬ ∀z z = x)
13 eq6 826 . . . . . . . . 9 (¬ ∀z z = y → ∀z ¬ ∀z z = y)
14 eq6 826 . . . . . . . . 9 (¬ ∀z z = w → ∀z ¬ ∀z z = w)
1513, 14hban 704 . . . . . . . 8 ((¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w) → ∀z(¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w))
1612, 15hban 704 . . . . . . 7 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → ∀z(¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)))
17 ddeel1 1003 . . . . . . . . . . 11 (¬ ∀z z = y → (yv → ∀z yv))
1817ad2antrl 322 . . . . . . . . . 10 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → (yv → ∀z yv))
19 ddeel2 1004 . . . . . . . . . . 11 (¬ ∀z z = w → (vw → ∀z vw))
2019ad2antrr 323 . . . . . . . . . 10 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → (vw → ∀z vw))
2118, 20hband 788 . . . . . . . . 9 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → ((yvvw) → ∀z(yvvw)))
226, 21hbald 790 . . . . . . . 8 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → (∀x(yvvw) → ∀zx(yvvw)))
23 eq6 826 . . . . . . . . . 10 (¬ ∀z z = x → ∀w ¬ ∀z z = x)
24 eq6 826 . . . . . . . . . . 11 (¬ ∀z z = y → ∀w ¬ ∀z z = y)
25 eq6 826 . . . . . . . . . . 11 (¬ ∀z z = w → ∀w ¬ ∀z z = w)
2624, 25hban 704 . . . . . . . . . 10 ((¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w) → ∀w(¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w))
2723, 26hban 704 . . . . . . . . 9 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → ∀w(¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)))
28 ax15 1006 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (¬ ∀z z = y → (¬ ∀z z = w → (yw → ∀z yw)))
2928imp 277 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w) → (yw → ∀z yw))
3029adantl 305 . . . . . . . . . . . . . 14 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → (yw → ∀z yw))
31 ax15 1006 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (¬ ∀z z = w → (¬ ∀z z = x → (wx → ∀z wx)))
3231com12 13 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (¬ ∀z z = x → (¬ ∀z z = w → (wx → ∀z wx)))
3332imp 277 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((¬ ∀z z = x ∧ ¬ ∀z z = w) → (wx → ∀z wx))
3433adantrl 311 . . . . . . . . . . . . . 14 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → (wx → ∀z wx))
3530, 34hband 788 . . . . . . . . . . . . 13 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → ((ywwx) → ∀z(ywwx)))
3621, 35hband 788 . . . . . . . . . . . 12 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → (((yvvw) ∧ (ywwx)) → ∀z((yvvw) ∧ (ywwx))))
3727, 36hbexd 791 . . . . . . . . . . 11 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → (∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) → ∀zw((yvvw) ∧ (ywwx))))
38 ax-12 802 . . . . . . . . . . . . 13 (¬ ∀z z = y → (¬ ∀z z = w → (y = w → ∀z y = w)))
3938imp 277 . . . . . . . . . . . 12 ((¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w) → (y = w → ∀z y = w))
4039adantl 305 . . . . . . . . . . 11 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → (y = w → ∀z y = w))
4116, 37, 40hbbid 789 . . . . . . . . . 10 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → ((∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w) → ∀z(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
4211, 41hbald 790 . . . . . . . . 9 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → (∀y(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w) → ∀zy(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
4327, 42hbexd 791 . . . . . . . 8 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → (∃wy(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w) → ∀zwy(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
4416, 22, 43hbimd 787 . . . . . . 7 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → ((∀x(yvvw) → ∃wy(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)) → ∀z(∀x(yvvw) → ∃wy(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w))))
45 nd5 3736 . . . . . . . . . . . 12 (¬ ∀z z = x → (v = z → ∀x v = z))
4645imdistani 340 . . . . . . . . . . 11 ((¬ ∀z z = xv = z) → (¬ ∀z z = x ∧ ∀x v = z))
47 hba1 698 . . . . . . . . . . . . 13 (∀x v = z → ∀xx v = z)
48 a14b 820 . . . . . . . . . . . . . . 15 (v = z → (yvyz))
49 a13b 819 . . . . . . . . . . . . . . 15 (v = z → (vwzw))
5048, 49anbi12d 476 . . . . . . . . . . . . . 14 (v = z → ((yvvw) ↔ (yzzw)))
5150a4s 682 . . . . . . . . . . . . 13 (∀x v = z → ((yvvw) ↔ (yzzw)))
5247, 51biald 782 . . . . . . . . . . . 12 (∀x v = z → (∀x(yvvw) ↔ ∀x(yzzw)))
5352adantl 305 . . . . . . . . . . 11 ((¬ ∀z z = x ∧ ∀x v = z) → (∀x(yvvw) ↔ ∀x(yzzw)))
5446, 53syl 12 . . . . . . . . . 10 ((¬ ∀z z = xv = z) → (∀x(yvvw) ↔ ∀x(yzzw)))
5554adantlr 310 . . . . . . . . 9 (((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) ∧ v = z) → (∀x(yvvw) ↔ ∀x(yzzw)))
56 nd5 3736 . . . . . . . . . . . . 13 (¬ ∀z z = y → (v = z → ∀y v = z))
57 nd5 3736 . . . . . . . . . . . . . 14 (¬ ∀z z = w → (v = z → ∀w v = z))
589, 57hbald 790 . . . . . . . . . . . . 13 (¬ ∀z z = w → (∀y v = z → ∀wy v = z))
5956, 58sylan9 359 . . . . . . . . . . . 12 ((¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w) → (v = z → ∀wy v = z))
6059imdistani 340 . . . . . . . . . . 11 (((¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w) ∧ v = z) → ((¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w) ∧ ∀wy v = z))
61 hba1 698 . . . . . . . . . . . . 13 (∀wy v = z → ∀wwy v = z)
62 hba1 698 . . . . . . . . . . . . . . 15 (∀y v = z → ∀yy v = z)
6362hbal 700 . . . . . . . . . . . . . 14 (∀wy v = z → ∀ywy v = z)
6450a4s 682 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (∀y v = z → ((yvvw) ↔ (yzzw)))
6564a4s 682 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (∀wy v = z → ((yvvw) ↔ (yzzw)))
6665anbi1d 469 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (∀wy v = z → (((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ ((yzzw) ∧ (ywwx))))
6761, 66biexd 783 . . . . . . . . . . . . . . 15 (∀wy v = z → (∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ ∃w((yzzw) ∧ (ywwx))))
6867bibi1d 471 . . . . . . . . . . . . . 14 (∀wy v = z → ((∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w) ↔ (∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
6963, 68biald 782 . . . . . . . . . . . . 13 (∀wy v = z → (∀y(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w) ↔ ∀y(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
7061, 69biexd 783 . . . . . . . . . . . 12 (∀wy v = z → (∃wy(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w) ↔ ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
7170adantl 305 . . . . . . . . . . 11 (((¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w) ∧ ∀wy v = z) → (∃wy(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w) ↔ ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
7260, 71syl 12 . . . . . . . . . 10 (((¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w) ∧ v = z) → (∃wy(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w) ↔ ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
7372adantll 309 . . . . . . . . 9 (((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) ∧ v = z) → (∃wy(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w) ↔ ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
7455, 73imbi12d 474 . . . . . . . 8 (((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) ∧ v = z) → ((∀x(yvvw) → ∃wy(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)) ↔ (∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w))))
7574exp 291 . . . . . . 7 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → (v = z → ((∀x(yvvw) → ∃wy(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)) ↔ (∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))))
7616, 44, 75cbvald 977 . . . . . 6 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → (∀v(∀x(yvvw) → ∃wy(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)) ↔ ∀z(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w))))
7711, 76biald 782 . . . . 5 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → (∀yv(∀x(yvvw) → ∃wy(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)) ↔ ∀yz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w))))
786, 77biexd 783 . . . 4 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → (∃xyv(∀x(yvvw) → ∃wy(∃w((yvvw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)) ↔ ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w))))
791, 78mpbii 168 . . 3 ((¬ ∀z z = x ∧ (¬ ∀z z = y ∧ ¬ ∀z z = w)) → ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
8079exp32 294 . 2 (¬ ∀z z = x → (¬ ∀z z = y → (¬ ∀z z = w → ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))))
81 axacndlem2 3754 . . 3 (∀x x = z → ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
8281eq4s 822 . 2 (∀z z = x → ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
83 axacndlem3 3755 . . 3 (∀y y = z → ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
8483eq4s 822 . 2 (∀z z = y → ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
85 eq5 824 . . . 4 (∀z z = w → ∀yz z = w)
86 nd3 3734 . . . . . . 7 (∀z z = w → ¬ ∀x zw)
8786pm2.21d 74 . . . . . 6 (∀z z = w → (∀x zw → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
88 pm3.27 260 . . . . . . 7 ((yzzw) → zw)
898819.20i 691 . . . . . 6 (∀x(yzzw) → ∀x zw)
9087, 89syl5 22 . . . . 5 (∀z z = w → (∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
9190a5i 687 . . . 4 (∀z z = w → ∀z(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
9285, 9119.21ai 740 . . 3 (∀z z = w → ∀yz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
93 19.8a 712 . . 3 (∀yz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)) → ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
9492, 93syl 12 . 2 (∀z z = w → ∃xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w)))
9580, 82, 84, 94pm2.61iii 114 1 xyz(∀x(yzzw) → ∃wy(∃w((yzzw) ∧ (ywwx)) ↔ y = w))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  ¬ wn 1   → wi 2   ↔ wb 127   ∧ wa 196  ∀wal 672  ∃wex 678   = weq 797   ∈ wel 803
This theorem is referenced by:  zfcndac 3765
This theorem was proved from axioms:  ax-1 3  ax-2 4  ax-3 5  ax-mp 6  ax-4 673  ax-5 674  ax-6 675  ax-7 676  ax-gen 677  ax-8 798  ax-9 799  ax-10 800  ax-11 801  ax-12 802  ax-13 804  ax-14 805  ax-16 922  ax-17 925  ax-ext 1074  ax-rep 1075  ax-pow 1077  ax-reg 1078  ax-ac 1080
This theorem depends on definitions:  df-bi 128  df-or 197  df-an 198  df-ex 679  df-sb 853  df-clab 1093  df-cleq 1097  df-clel 1099  df-ral 1205  df-rex 1206  df-v 1349  df-dif 1489  df-un 1490  df-in 1491  df-ss 1492  df-nul 1708  df-pw 1799  df-sn 1811  df-pr 1812  df-op 1815  df-br 2063  df-opab 2098  df-eprel 2122  df-fr 2169
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