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

Theorem coass 6224
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 6067 . 2 Rel ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶)
2 relco 6067 . 2 Rel (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
3 excom 2167 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
4 anass 468 . . . . 5 (((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
542exbii 1850 . . . 4 (∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
63, 5bitr4i 278 . . 3 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
7 vex 3444 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
8 vex 3444 . . . . . . 7 𝑦 ∈ V
97, 8brco 5819 . . . . . 6 (𝑧(𝐴𝐵)𝑦 ↔ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦))
109anbi2i 623 . . . . 5 ((𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1110exbii 1849 . . . 4 (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
12 vex 3444 . . . . 5 𝑥 ∈ V
1312, 8opelco 5820 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦))
14 exdistr 1955 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1511, 13, 143bitr4i 303 . . 3 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
16 vex 3444 . . . . . . 7 𝑤 ∈ V
1712, 16brco 5819 . . . . . 6 (𝑥(𝐵𝐶)𝑤 ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤))
1817anbi1i 624 . . . . 5 ((𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
1918exbii 1849 . . . 4 (∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤(∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2012, 8opelco 5820 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)) ↔ ∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦))
21 19.41v 1950 . . . . 5 (∃𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2221exbii 1849 . . . 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 5739 1 ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) = (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 395   = wceq 1541  wex 1780  wcel 2113  cop 4586   class class class wbr 5098  ccom 5628
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-11 2162  ax-ext 2708  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pr 5377
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-sb 2068  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-rab 3400  df-v 3442  df-dif 3904  df-un 3906  df-ss 3918  df-nul 4286  df-if 4480  df-sn 4581  df-pr 4583  df-op 4587  df-br 5099  df-opab 5161  df-xp 5630  df-rel 5631  df-co 5633
This theorem is referenced by:  funcoeqres  6805  fcof1oinvd  7239  tposco  8199  mapen  9069  mapfien  9311  hashfacen  14377  relexpsucnnl  14953  relexpaddnn  14974  cofuass  17813  setccatid  18008  estrccatid  18055  frmdup3lem  18791  symggrplem  18809  f1omvdco2  19377  symggen  19399  psgnunilem1  19422  gsumval3  19836  gsumzf1o  19841  gsumzmhm  19866  prds1  20258  psrass1lem  21888  pf1mpf  22296  pf1ind  22299  qtophmeo  23761  uniioombllem2  25540  cncombf  25615  motgrp  28615  pjsdi2i  32232  pjadj2coi  32279  pj3lem1  32281  pj3i  32283  fcoinver  32679  fmptco1f1o  32711  fcobij  32799  fcobijfs  32800  cocnvf1o  32808  symgfcoeu  33164  pmtrcnel2  33172  cycpmconjv  33224  cycpmconjslem1  33236  cycpmconjs  33238  cyc3conja  33239  1arithidomlem2  33617  mplvrpmga  33710  mplvrpmrhm  33712  reprpmtf1o  34783  derangenlem  35365  subfacp1lem5  35378  erdsze2lem2  35398  pprodcnveq  36075  cocnv  37922  ltrncoidN  40384  trlcoabs2N  40978  trlcoat  40979  trlcone  40984  cdlemg46  40991  cdlemg47  40992  ltrnco4  40995  tgrpgrplem  41005  tendoplass  41039  cdlemi2  41075  cdlemk2  41088  cdlemk4  41090  cdlemk8  41094  cdlemk45  41203  cdlemk54  41214  cdlemk55a  41215  erngdvlem3  41246  erngdvlem3-rN  41254  tendocnv  41277  dvhvaddass  41353  dvhlveclem  41364  cdlemn8  41460  dihopelvalcpre  41504  dih1dimatlem0  41584  aks6d1c6lem5  42427  diophrw  42997  eldioph2  43000  mendring  43426  cortrcltrcl  43977  corclrtrcl  43978  cortrclrcl  43980  cotrclrtrcl  43981  cortrclrtrcl  43982  frege131d  44001  brcofffn  44268  brco3f1o  44270  neicvgnvo  44352  volicoff  46235  voliooicof  46236  ovolval4lem2  46890  3f1oss1  47317  gricushgr  48159  rngccatidALTV  48514  ringccatidALTV  48548  fuco11idx  49576
  Copyright terms: Public domain W3C validator