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

Theorem coass 6266
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 6109 . 2 Rel ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶)
2 relco 6109 . 2 Rel (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
3 excom 2196 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
4 anass 473 . . . . 5 (((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
542exbii 1878 . . . 4 (∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
63, 5bitr4i 281 . . 3 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
7 vex 3458 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
8 vex 3458 . . . . . . 7 𝑦 ∈ V
97, 8brco 5855 . . . . . 6 (𝑧(𝐴𝐵)𝑦 ↔ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦))
109anbi2i 634 . . . . 5 ((𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1110exbii 1877 . . . 4 (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
12 vex 3458 . . . . 5 𝑥 ∈ V
1312, 8opelco 5856 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦))
14 exdistr 1983 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1511, 13, 143bitr4i 306 . . 3 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
16 vex 3458 . . . . . . 7 𝑤 ∈ V
1712, 16brco 5855 . . . . . 6 (𝑥(𝐵𝐶)𝑤 ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤))
1817anbi1i 635 . . . . 5 ((𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
1918exbii 1877 . . . 4 (∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤(∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2012, 8opelco 5856 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)) ↔ ∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦))
21 19.41v 1978 . . . . 5 (∃𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2221exbii 1877 . . . 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 5775 1 ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) = (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wa 400   = wceq 1569  wex 1808  wcel 2142  cop 4594   class class class wbr 5108  ccom 5664
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1824  ax-4 1838  ax-5 1939  ax-6 1996  ax-7 2037  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-11 2191  ax-ext 2734  ax-sep 5256  ax-pr 5403
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3an 1104  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1809  df-sb 2096  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-rab 3416  df-v 3456  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-nul 4286  df-if 4487  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4595  df-br 5109  df-opab 5173  df-xp 5666  df-rel 5667  df-co 5669
This theorem is used by:  funcoeqres  6852  fcof1oinvd  7291  tposco  8251  mapen  9127  mapfien  9366  hashfacen  14498  relexpsucnnl  15074  relexpaddnn  15095  cofuass  17952  setccatid  18147  estrccatid  18194  frmdup3lem  18931  symggrplem  18949  f1omvdco2  19524  symggen  19546  psgnunilem1  19569  gsumval3  19983  gsumzf1o  19988  gsumzmhm  20013  prds1  20411  psrass1lem  22094  pf1mpf  22523  pf1ind  22526  qtophmeo  23985  uniioombllem2  25753  cncombf  25828  motgrp  28823  pjsdi2i  32520  pjadj2coi  32567  pj3lem1  32569  pj3i  32571  fcoinver  32960  fmptco1f1o  32989  fcobij  33076  fcobijfs  33077  cocnvf1o  33085  symgfcoeu  33411  pmtrcnel2  33419  cycpmconjv  33471  cycpmconjslem1  33483  cycpmconjs  33485  cyc3conja  33486  1arithidomlem2  33835  selvascl  33916  mplvrpmga  33944  mplvrpmrhm  33946  reprpmtf1o  35022  derangenlem  35671  subfacp1lem5  35684  erdsze2lem2  35704  pprodcnveq  36381  cocnv  38404  ltrncoidN  40930  trlcoabs2N  41524  trlcoat  41525  trlcone  41530  cdlemg46  41537  cdlemg47  41538  ltrnco4  41541  tgrpgrplem  41551  tendoplass  41585  cdlemi2  41621  cdlemk2  41634  cdlemk4  41636  cdlemk8  41640  cdlemk45  41749  cdlemk54  41760  cdlemk55a  41761  erngdvlem3  41792  erngdvlem3-rN  41800  tendocnv  41823  dvhvaddass  41899  dvhlveclem  41910  cdlemn8  42006  dihopelvalcpre  42050  dih1dimatlem0  42130  aks6d1c6lem5  42972  diophrw  43518  eldioph2  43521  mendring  43943  cortrcltrcl  44494  corclrtrcl  44495  cortrclrcl  44497  cotrclrtrcl  44498  cortrclrtrcl  44499  frege131d  44518  brcofffn  44785  brco3f1o  44787  neicvgnvo  44869  volicoff  46737  voliooicof  46738  ovolval4lem2  47392  3f1oss1  47840  gricushgr  48710  rngccatidALTV  49065  ringccatidALTV  49099  fuco11idx  50141
  Copyright terms: Public domain W3C validator