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

Theorem coass 6230
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 6073 . 2 Rel ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶)
2 relco 6073 . 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 3433 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
8 vex 3433 . . . . . . 7 𝑦 ∈ V
97, 8brco 5825 . . . . . 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 3433 . . . . 5 𝑥 ∈ V
1312, 8opelco 5826 . . . 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 3433 . . . . . . 7 𝑤 ∈ V
1712, 16brco 5825 . . . . . 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 5826 . . . 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 5746 1 ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) = (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 395   = wceq 1542  wex 1781  wcel 2114  cop 4573   class class class wbr 5085  ccom 5635
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 2708  ax-sep 5231  ax-pr 5375
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 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-rab 3390  df-v 3431  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-nul 4274  df-if 4467  df-sn 4568  df-pr 4570  df-op 4574  df-br 5086  df-opab 5148  df-xp 5637  df-rel 5638  df-co 5640
This theorem is referenced by:  funcoeqres  6811  fcof1oinvd  7248  tposco  8207  mapen  9079  mapfien  9321  hashfacen  14416  relexpsucnnl  14992  relexpaddnn  15013  cofuass  17856  setccatid  18051  estrccatid  18098  frmdup3lem  18834  symggrplem  18852  f1omvdco2  19423  symggen  19445  psgnunilem1  19468  gsumval3  19882  gsumzf1o  19887  gsumzmhm  19912  prds1  20302  psrass1lem  21912  pf1mpf  22317  pf1ind  22320  qtophmeo  23782  uniioombllem2  25550  cncombf  25625  motgrp  28611  pjsdi2i  32228  pjadj2coi  32275  pj3lem1  32277  pj3i  32279  fcoinver  32674  fmptco1f1o  32706  fcobij  32793  fcobijfs  32794  cocnvf1o  32802  symgfcoeu  33143  pmtrcnel2  33151  cycpmconjv  33203  cycpmconjslem1  33215  cycpmconjs  33217  cyc3conja  33218  1arithidomlem2  33596  mplvrpmga  33689  mplvrpmrhm  33691  reprpmtf1o  34770  derangenlem  35353  subfacp1lem5  35366  erdsze2lem2  35386  pprodcnveq  36063  cocnv  38046  ltrncoidN  40574  trlcoabs2N  41168  trlcoat  41169  trlcone  41174  cdlemg46  41181  cdlemg47  41182  ltrnco4  41185  tgrpgrplem  41195  tendoplass  41229  cdlemi2  41265  cdlemk2  41278  cdlemk4  41280  cdlemk8  41284  cdlemk45  41393  cdlemk54  41404  cdlemk55a  41405  erngdvlem3  41436  erngdvlem3-rN  41444  tendocnv  41467  dvhvaddass  41543  dvhlveclem  41554  cdlemn8  41650  dihopelvalcpre  41694  dih1dimatlem0  41774  aks6d1c6lem5  42616  diophrw  43191  eldioph2  43194  mendring  43616  cortrcltrcl  44167  corclrtrcl  44168  cortrclrcl  44170  cotrclrtrcl  44171  cortrclrtrcl  44172  frege131d  44191  brcofffn  44458  brco3f1o  44460  neicvgnvo  44542  volicoff  46423  voliooicof  46424  ovolval4lem2  47078  3f1oss1  47523  gricushgr  48393  rngccatidALTV  48748  ringccatidALTV  48782  fuco11idx  49810
  Copyright terms: Public domain W3C validator