MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  coass Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem coass 6257
Description: Associative law for class composition. Theorem 27 of [Suppes] p. 64. Also Exercise 21 of [Enderton] p. 53. Interestingly, this law holds for any classes whatsoever, not just functions or even relations. (Contributed by NM, 27-Jan-1997.)
Assertion
Ref Expression
coass ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) = (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))

Proof of Theorem coass
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 relco 6099 . 2 Rel ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶)
2 relco 6099 . 2 Rel (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
3 excom 2199 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
4 anass 474 . . . . 5 (((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
542exbii 1882 . . . 4 (∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
63, 5bitr4i 281 . . 3 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
7 vex 3454 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
8 vex 3454 . . . . . . 7 𝑦 ∈ V
97, 8brco 5845 . . . . . 6 (𝑧(𝐴𝐵)𝑦 ↔ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦))
109anbi2i 635 . . . . 5 ((𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1110exbii 1881 . . . 4 (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
12 vex 3454 . . . . 5 𝑥 ∈ V
1312, 8opelco 5846 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦))
14 exdistr 1987 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1511, 13, 143bitr4i 306 . . 3 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
16 vex 3454 . . . . . . 7 𝑤 ∈ V
1712, 16brco 5845 . . . . . 6 (𝑥(𝐵𝐶)𝑤 ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤))
1817anbi1i 636 . . . . 5 ((𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
1918exbii 1881 . . . 4 (∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤(∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2012, 8opelco 5846 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)) ↔ ∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦))
21 19.41v 1982 . . . . 5 (∃𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2221exbii 1881 . . . 4 (∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤(∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2319, 20, 223bitr4i 306 . . 3 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)) ↔ ∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
246, 15, 233bitr4i 306 . 2 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)))
251, 2, 24eqrelriiv 5763 1 ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) = (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wa 401   = wceq 1570  wex 1812  wcel 2145  cop 4590   class class class wbr 5103  ccom 5652
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-11 2194  ax-ext 2732  ax-sep 5249  ax-pr 5391
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-sb 2100  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-rab 3413  df-v 3452  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-nul 4280  df-if 4483  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-br 5104  df-opab 5168  df-xp 5654  df-rel 5655  df-co 5657
This theorem is used by:  funcoeqres  6845  fcof1oinvd  7290  tposco  8253  mapen  9139  mapfien  9378  hashfacen  14552  relexpsucnnl  15136  relexpaddnn  15157  cofuass  18011  setccatid  18206  estrccatid  18253  frmdup3lem  19009  symggrplem  19027  f1omvdco2  19609  symggen  19631  psgnunilem1  19654  gsumval3  20068  gsumzf1o  20073  gsumzmhm  20098  prds1  20499  psrass1lem  22188  pf1mpf  22617  pf1ind  22620  qtophmeo  24083  uniioombllem2  25851  cncombf  25926  motgrp  28925  pjsdi2i  32678  pjadj2coi  32725  pj3lem1  32727  pj3i  32729  fcoinver  33117  fmptco1f1o  33146  fcobij  33231  fcobijfs  33232  cocnvf1o  33240  symgfcoeu  33562  pmtrcnel2  33570  cycpmconjv  33622  cycpmconjslem1  33634  cycpmconjs  33636  cyc3conja  33637  1arithidomlem2  33987  selvascl  34068  mplvrpmga  34096  mplvrpmrhm  34098  reprpmtf1o  35175  derangenlem  35851  subfacp1lem5  35864  erdsze2lem2  35884  pprodcnveq  36561  cocnv  38573  ltrncoidN  41099  trlcoabs2N  41693  trlcoat  41694  trlcone  41699  cdlemg46  41706  cdlemg47  41707  ltrnco4  41710  tgrpgrplem  41720  tendoplass  41754  cdlemi2  41790  cdlemk2  41803  cdlemk4  41805  cdlemk8  41809  cdlemk45  41918  cdlemk54  41929  cdlemk55a  41930  erngdvlem3  41961  erngdvlem3-rN  41969  tendocnv  41992  dvhvaddass  42068  dvhlveclem  42079  cdlemn8  42175  dihopelvalcpre  42219  dih1dimatlem0  42299  aks6d1c6lem5  43141  diophrw  43702  eldioph2  43705  mendring  44127  cortrcltrcl  44678  corclrtrcl  44679  cortrclrcl  44681  cotrclrtrcl  44682  cortrclrtrcl  44683  frege131d  44702  brcofffn  44969  brco3f1o  44971  neicvgnvo  45053  volicoff  46921  voliooicof  46922  ovolval4lem2  47576  3f1oss1  48061  gricushgr  48931  rngccatidALTV  49285  ringccatidALTV  49319  fuco11idx  50359
  Copyright terms: Public domain W3C validator