Theorem qfto 5092

Description: A quantifier-free way of expressing the total order predicate. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Nov-2013.)

Assertion

Ref	Expression
qfto	⊢ ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (𝑅 ∪ ◡𝑅) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑦𝑅𝑥))

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

Proof of Theorem qfto

Step	Hyp	Ref	Expression
1		opelxp 4724	. . . 4 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) ↔ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵))
2		brun 4112	. . . . 5 ⊢ (𝑥(𝑅 ∪ ◡𝑅)𝑦 ↔ (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑥◡𝑅𝑦))
3		df-br 4061	. . . . 5 ⊢ (𝑥(𝑅 ∪ ◡𝑅)𝑦 ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝑅 ∪ ◡𝑅))
4		vex 2780	. . . . . . 7 ⊢ 𝑥 ∈ V
5		vex 2780	. . . . . . 7 ⊢ 𝑦 ∈ V
6	4, 5	brcnv 4880	. . . . . 6 ⊢ (𝑥◡𝑅𝑦 ↔ 𝑦𝑅𝑥)
7	6	orbi2i 764	. . . . 5 ⊢ ((𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑥◡𝑅𝑦) ↔ (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑦𝑅𝑥))
8	2, 3, 7	3bitr3i 210	. . . 4 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝑅 ∪ ◡𝑅) ↔ (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑦𝑅𝑥))
9	1, 8	imbi12i 239	. . 3 ⊢ ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝑅 ∪ ◡𝑅)) ↔ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑦𝑅𝑥)))
10	9	2albii 1495	. 2 ⊢ (∀𝑥∀𝑦(⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝑅 ∪ ◡𝑅)) ↔ ∀𝑥∀𝑦((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑦𝑅𝑥)))
11		relxp 4803	. . 3 ⊢ Rel (𝐴 × 𝐵)
12		ssrel 4782	. . 3 ⊢ (Rel (𝐴 × 𝐵) → ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (𝑅 ∪ ◡𝑅) ↔ ∀𝑥∀𝑦(⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝑅 ∪ ◡𝑅))))
13	11, 12	ax-mp 5	. 2 ⊢ ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (𝑅 ∪ ◡𝑅) ↔ ∀𝑥∀𝑦(⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝑅 ∪ ◡𝑅)))
14		r2al 2527	. 2 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑦𝑅𝑥) ↔ ∀𝑥∀𝑦((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑦𝑅𝑥)))
15	10, 13, 14	3bitr4i 212	1 ⊢ ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (𝑅 ∪ ◡𝑅) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑦𝑅𝑥))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∨ wo 710  ∀wal 1371   ∈ wcel 2178  ∀wral 2486   ∪ cun 3173   ⊆ wss 3175  ⟨cop 3647   class class class wbr 4060   × cxp 4692  ^◡ccnv 4693  Rel wrel 4699

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 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-14 2181  ax-ext 2189  ax-sep 4179  ax-pow 4235  ax-pr 4270

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 983  df-tru 1376  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2194  df-cleq 2200  df-clel 2203  df-nfc 2339  df-ral 2491  df-rex 2492  df-v 2779  df-un 3179  df-in 3181  df-ss 3188  df-pw 3629  df-sn 3650  df-pr 3651  df-op 3653  df-br 4061  df-opab 4123  df-xp 4700  df-rel 4701  df-cnv 4702

This theorem is referenced by: (None)