Theorem codir 5019

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 4658	. . . 4 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) ↔ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵))
2		df-br 4006	. . . . 5 ⊢ (𝑥(◡𝑅 ∘ 𝑅)𝑦 ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (◡𝑅 ∘ 𝑅))
3		vex 2742	. . . . . 6 ⊢ 𝑥 ∈ V
4		vex 2742	. . . . . 6 ⊢ 𝑦 ∈ V
5		brcodir 5018	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ V ∧ 𝑦 ∈ V) → (𝑥(◡𝑅 ∘ 𝑅)𝑦 ↔ ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧)))
6	3, 4, 5	mp2an 426	. . . . 5 ⊢ (𝑥(◡𝑅 ∘ 𝑅)𝑦 ↔ ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧))
7	2, 6	bitr3i 186	. . . 4 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (◡𝑅 ∘ 𝑅) ↔ ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧))
8	1, 7	imbi12i 239	. . 3 ⊢ ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (◡𝑅 ∘ 𝑅)) ↔ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧)))
9	8	2albii 1471	. 2 ⊢ (∀𝑥∀𝑦(⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (◡𝑅 ∘ 𝑅)) ↔ ∀𝑥∀𝑦((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧)))
10		relxp 4737	. . 3 ⊢ Rel (𝐴 × 𝐵)
11		ssrel 4716	. . 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 2496	. 2 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧) ↔ ∀𝑥∀𝑦((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧)))
14	9, 12, 13	3bitr4i 212	1 ⊢ ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (◡𝑅 ∘ 𝑅) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105  ∀wal 1351  ∃wex 1492   ∈ wcel 2148  ∀wral 2455  Vcvv 2739   ⊆ wss 3131  ⟨cop 3597   class class class wbr 4005   × cxp 4626  ^◡ccnv 4627   ∘ ccom 4632  Rel wrel 4633

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-sep 4123  ax-pow 4176  ax-pr 4211

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 980  df-tru 1356  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ral 2460  df-rex 2461  df-v 2741  df-un 3135  df-in 3137  df-ss 3144  df-pw 3579  df-sn 3600  df-pr 3601  df-op 3603  df-br 4006  df-opab 4067  df-xp 4634  df-rel 4635  df-cnv 4636  df-co 4637

This theorem is referenced by: (None)