Theorem codir 4999

Description: Two ways of saying a relation is directed. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Nov-2013.)

Assertion

Ref	Expression
codir	⊢ ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (◡𝑅 ∘ 𝑅) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑧,𝐴   𝑥,𝐵,𝑦,𝑧   𝑥,𝑅,𝑦,𝑧

Proof of Theorem codir

Step	Hyp	Ref	Expression
1		opelxp 4641	. . . 4 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) ↔ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵))
2		df-br 3990	. . . . 5 ⊢ (𝑥(◡𝑅 ∘ 𝑅)𝑦 ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (◡𝑅 ∘ 𝑅))
3		vex 2733	. . . . . 6 ⊢ 𝑥 ∈ V
4		vex 2733	. . . . . 6 ⊢ 𝑦 ∈ V
5		brcodir 4998	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ V ∧ 𝑦 ∈ V) → (𝑥(◡𝑅 ∘ 𝑅)𝑦 ↔ ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧)))
6	3, 4, 5	mp2an 424	. . . . 5 ⊢ (𝑥(◡𝑅 ∘ 𝑅)𝑦 ↔ ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧))
7	2, 6	bitr3i 185	. . . 4 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (◡𝑅 ∘ 𝑅) ↔ ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧))
8	1, 7	imbi12i 238	. . 3 ⊢ ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (◡𝑅 ∘ 𝑅)) ↔ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧)))
9	8	2albii 1464	. 2 ⊢ (∀𝑥∀𝑦(⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (◡𝑅 ∘ 𝑅)) ↔ ∀𝑥∀𝑦((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧)))
10		relxp 4720	. . 3 ⊢ Rel (𝐴 × 𝐵)
11		ssrel 4699	. . 3 ⊢ (Rel (𝐴 × 𝐵) → ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (◡𝑅 ∘ 𝑅) ↔ ∀𝑥∀𝑦(⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (◡𝑅 ∘ 𝑅))))
12	10, 11	ax-mp 5	. 2 ⊢ ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (◡𝑅 ∘ 𝑅) ↔ ∀𝑥∀𝑦(⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (◡𝑅 ∘ 𝑅)))
13		r2al 2489	. 2 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧) ↔ ∀𝑥∀𝑦((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧)))
14	9, 12, 13	3bitr4i 211	1 ⊢ ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (◡𝑅 ∘ 𝑅) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104  ∀wal 1346  ∃wex 1485   ∈ wcel 2141  ∀wral 2448  Vcvv 2730   ⊆ wss 3121  ⟨cop 3586   class class class wbr 3989   × cxp 4609  ^◡ccnv 4610   ∘ ccom 4615  Rel wrel 4616

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-sep 4107  ax-pow 4160  ax-pr 4194

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 975  df-tru 1351  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ral 2453  df-rex 2454  df-v 2732  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-pw 3568  df-sn 3589  df-pr 3590  df-op 3592  df-br 3990  df-opab 4051  df-xp 4617  df-rel 4618  df-cnv 4619  df-co 4620

This theorem is referenced by: (None)