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

Theorem coass 6234
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 6077 . 2 Rel ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶)
2 relco 6077 . 2 Rel (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
3 excom 2168 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
4 anass 468 . . . . 5 (((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
542exbii 1851 . . . 4 (∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
63, 5bitr4i 278 . . 3 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
7 vex 3446 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
8 vex 3446 . . . . . . 7 𝑦 ∈ V
97, 8brco 5829 . . . . . 6 (𝑧(𝐴𝐵)𝑦 ↔ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦))
109anbi2i 624 . . . . 5 ((𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1110exbii 1850 . . . 4 (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
12 vex 3446 . . . . 5 𝑥 ∈ V
1312, 8opelco 5830 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦))
14 exdistr 1956 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1511, 13, 143bitr4i 303 . . 3 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
16 vex 3446 . . . . . . 7 𝑤 ∈ V
1712, 16brco 5829 . . . . . 6 (𝑥(𝐵𝐶)𝑤 ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤))
1817anbi1i 625 . . . . 5 ((𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
1918exbii 1850 . . . 4 (∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤(∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2012, 8opelco 5830 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)) ↔ ∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦))
21 19.41v 1951 . . . . 5 (∃𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2221exbii 1850 . . . 4 (∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤(∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2319, 20, 223bitr4i 303 . . 3 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)) ↔ ∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
246, 15, 233bitr4i 303 . 2 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)))
251, 2, 24eqrelriiv 5749 1 ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) = (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 395   = wceq 1542  wex 1781  wcel 2114  cop 4588   class class class wbr 5100  ccom 5638
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-11 2163  ax-ext 2709  ax-sep 5245  ax-pr 5381
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-sb 2069  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-rab 3402  df-v 3444  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-nul 4288  df-if 4482  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-br 5101  df-opab 5163  df-xp 5640  df-rel 5641  df-co 5643
This theorem is referenced by:  funcoeqres  6815  fcof1oinvd  7251  tposco  8211  mapen  9083  mapfien  9325  hashfacen  14391  relexpsucnnl  14967  relexpaddnn  14988  cofuass  17827  setccatid  18022  estrccatid  18069  frmdup3lem  18805  symggrplem  18823  f1omvdco2  19394  symggen  19416  psgnunilem1  19439  gsumval3  19853  gsumzf1o  19858  gsumzmhm  19883  prds1  20275  psrass1lem  21905  pf1mpf  22313  pf1ind  22316  qtophmeo  23778  uniioombllem2  25557  cncombf  25632  motgrp  28633  pjsdi2i  32251  pjadj2coi  32298  pj3lem1  32300  pj3i  32302  fcoinver  32697  fmptco1f1o  32729  fcobij  32816  fcobijfs  32817  cocnvf1o  32825  symgfcoeu  33182  pmtrcnel2  33190  cycpmconjv  33242  cycpmconjslem1  33254  cycpmconjs  33256  cyc3conja  33257  1arithidomlem2  33635  mplvrpmga  33728  mplvrpmrhm  33730  reprpmtf1o  34810  derangenlem  35393  subfacp1lem5  35406  erdsze2lem2  35426  pprodcnveq  36103  cocnv  38005  ltrncoidN  40533  trlcoabs2N  41127  trlcoat  41128  trlcone  41133  cdlemg46  41140  cdlemg47  41141  ltrnco4  41144  tgrpgrplem  41154  tendoplass  41188  cdlemi2  41224  cdlemk2  41237  cdlemk4  41239  cdlemk8  41243  cdlemk45  41352  cdlemk54  41363  cdlemk55a  41364  erngdvlem3  41395  erngdvlem3-rN  41403  tendocnv  41426  dvhvaddass  41502  dvhlveclem  41513  cdlemn8  41609  dihopelvalcpre  41653  dih1dimatlem0  41733  aks6d1c6lem5  42576  diophrw  43145  eldioph2  43148  mendring  43574  cortrcltrcl  44125  corclrtrcl  44126  cortrclrcl  44128  cotrclrtrcl  44129  cortrclrtrcl  44130  frege131d  44149  brcofffn  44416  brco3f1o  44418  neicvgnvo  44500  volicoff  46382  voliooicof  46383  ovolval4lem2  47037  3f1oss1  47464  gricushgr  48306  rngccatidALTV  48661  ringccatidALTV  48695  fuco11idx  49723
  Copyright terms: Public domain W3C validator