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

Theorem coass 6296
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 6138 . 2 Rel ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶)
2 relco 6138 . 2 Rel (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
3 excom 2163 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
4 anass 468 . . . . 5 (((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
542exbii 1847 . . . 4 (∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
63, 5bitr4i 278 . . 3 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
7 vex 3492 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
8 vex 3492 . . . . . . 7 𝑦 ∈ V
97, 8brco 5895 . . . . . 6 (𝑧(𝐴𝐵)𝑦 ↔ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦))
109anbi2i 622 . . . . 5 ((𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1110exbii 1846 . . . 4 (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
12 vex 3492 . . . . 5 𝑥 ∈ V
1312, 8opelco 5896 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦))
14 exdistr 1954 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1511, 13, 143bitr4i 303 . . 3 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
16 vex 3492 . . . . . . 7 𝑤 ∈ V
1712, 16brco 5895 . . . . . 6 (𝑥(𝐵𝐶)𝑤 ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤))
1817anbi1i 623 . . . . 5 ((𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
1918exbii 1846 . . . 4 (∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤(∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2012, 8opelco 5896 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)) ↔ ∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦))
21 19.41v 1949 . . . . 5 (∃𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2221exbii 1846 . . . 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 5814 1 ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) = (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 395   = wceq 1537  wex 1777  wcel 2108  cop 4654   class class class wbr 5166  ccom 5704
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-11 2158  ax-ext 2711  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pr 5447
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-sb 2065  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-rab 3444  df-v 3490  df-dif 3979  df-un 3981  df-ss 3993  df-nul 4353  df-if 4549  df-sn 4649  df-pr 4651  df-op 4655  df-br 5167  df-opab 5229  df-xp 5706  df-rel 5707  df-co 5709
This theorem is referenced by:  funcoeqres  6893  fcof1oinvd  7329  tposco  8298  mapen  9207  mapfien  9477  hashfacen  14503  relexpsucnnl  15079  relexpaddnn  15100  cofuass  17953  setccatid  18151  estrccatid  18200  frmdup3lem  18901  symggrplem  18919  f1omvdco2  19490  symggen  19512  psgnunilem1  19535  gsumval3  19949  gsumzf1o  19954  gsumzmhm  19979  prds1  20346  psrass1lem  21975  pf1mpf  22377  pf1ind  22380  qtophmeo  23846  uniioombllem2  25637  cncombf  25712  motgrp  28569  pjsdi2i  32189  pjadj2coi  32236  pj3lem1  32238  pj3i  32240  fcoinver  32626  fmptco1f1o  32652  fcobij  32736  fcobijfs  32737  symgfcoeu  33075  pmtrcnel2  33083  cycpmconjv  33135  cycpmconjslem1  33147  cycpmconjs  33149  cyc3conja  33150  1arithidomlem2  33529  reprpmtf1o  34603  derangenlem  35139  subfacp1lem5  35152  erdsze2lem2  35172  pprodcnveq  35847  cocnv  37685  ltrncoidN  40085  trlcoabs2N  40679  trlcoat  40680  trlcone  40685  cdlemg46  40692  cdlemg47  40693  ltrnco4  40696  tgrpgrplem  40706  tendoplass  40740  cdlemi2  40776  cdlemk2  40789  cdlemk4  40791  cdlemk8  40795  cdlemk45  40904  cdlemk54  40915  cdlemk55a  40916  erngdvlem3  40947  erngdvlem3-rN  40955  tendocnv  40978  dvhvaddass  41054  dvhlveclem  41065  cdlemn8  41161  dihopelvalcpre  41205  dih1dimatlem0  41285  aks6d1c6lem5  42134  diophrw  42715  eldioph2  42718  mendring  43149  cortrcltrcl  43702  corclrtrcl  43703  cortrclrcl  43705  cotrclrtrcl  43706  cortrclrtrcl  43707  frege131d  43726  brcofffn  43993  brco3f1o  43995  neicvgnvo  44077  volicoff  45916  voliooicof  45917  ovolval4lem2  46571  3f1oss1  46990  gricushgr  47770  rngccatidALTV  47995  ringccatidALTV  48029
  Copyright terms: Public domain W3C validator