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

Theorem coass 6255
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 6099 . 2 Rel ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶)
2 relco 6099 . 2 Rel (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
3 excom 2198 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
4 anass 472 . . . . 5 (((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
542exbii 1871 . . . 4 (∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
63, 5bitr4i 280 . . 3 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
7 vex 3460 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
8 vex 3460 . . . . . . 7 𝑦 ∈ V
97, 8brco 5844 . . . . . 6 (𝑧(𝐴𝐵)𝑦 ↔ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦))
109anbi2i 632 . . . . 5 ((𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1110exbii 1870 . . . 4 (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
12 vex 3460 . . . . 5 𝑥 ∈ V
1312, 8opelco 5845 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦))
14 exdistr 1976 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1511, 13, 143bitr4i 305 . . 3 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
16 vex 3460 . . . . . . 7 𝑤 ∈ V
1712, 16brco 5844 . . . . . 6 (𝑥(𝐵𝐶)𝑤 ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤))
1817anbi1i 633 . . . . 5 ((𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
1918exbii 1870 . . . 4 (∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤(∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2012, 8opelco 5845 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)) ↔ ∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦))
21 19.41v 1971 . . . . 5 (∃𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2221exbii 1870 . . . 4 (∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤(∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2319, 20, 223bitr4i 305 . . 3 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)) ↔ ∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
246, 15, 233bitr4i 305 . 2 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)))
251, 2, 24eqrelriiv 5764 1 ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) = (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 399   = wceq 1562  wex 1801  wcel 2144  cop 4590   class class class wbr 5102  ccom 5653
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1817  ax-4 1831  ax-5 1932  ax-6 1989  ax-7 2030  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-11 2193  ax-ext 2736  ax-sep 5248  ax-pr 5392
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3an 1101  df-tru 1565  df-fal 1575  df-ex 1802  df-sb 2093  df-clab 2743  df-cleq 2756  df-clel 2839  df-rab 3417  df-v 3458  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-nul 4288  df-if 4483  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-br 5103  df-opab 5165  df-xp 5655  df-rel 5656  df-co 5658
This theorem is referenced by:  funcoeqres  6840  fcof1oinvd  7279  tposco  8239  mapen  9115  mapfien  9356  hashfacen  14469  relexpsucnnl  15045  relexpaddnn  15066  cofuass  17924  setccatid  18119  estrccatid  18166  frmdup3lem  18902  symggrplem  18920  f1omvdco2  19490  symggen  19512  psgnunilem1  19535  gsumval3  19949  gsumzf1o  19954  gsumzmhm  19979  prds1  20373  psrass1lem  21987  pf1mpf  22417  pf1ind  22420  qtophmeo  23879  uniioombllem2  25647  cncombf  25722  motgrp  28714  pjsdi2i  32362  pjadj2coi  32409  pj3lem1  32411  pj3i  32413  fcoinver  32806  fmptco1f1o  32837  fcobij  32924  fcobijfs  32925  cocnvf1o  32933  symgfcoeu  33264  pmtrcnel2  33272  cycpmconjv  33324  cycpmconjslem1  33336  cycpmconjs  33338  cyc3conja  33339  1arithidomlem2  33734  selvascl  33816  mplvrpmga  33844  mplvrpmrhm  33846  reprpmtf1o  34922  derangenlem  35526  subfacp1lem5  35539  erdsze2lem2  35559  pprodcnveq  36236  cocnv  38229  ltrncoidN  40757  trlcoabs2N  41351  trlcoat  41352  trlcone  41357  cdlemg46  41364  cdlemg47  41365  ltrnco4  41368  tgrpgrplem  41378  tendoplass  41412  cdlemi2  41448  cdlemk2  41461  cdlemk4  41463  cdlemk8  41467  cdlemk45  41576  cdlemk54  41587  cdlemk55a  41588  erngdvlem3  41619  erngdvlem3-rN  41627  tendocnv  41650  dvhvaddass  41726  dvhlveclem  41737  cdlemn8  41833  dihopelvalcpre  41877  dih1dimatlem0  41957  aks6d1c6lem5  42799  diophrw  43345  eldioph2  43348  mendring  43770  cortrcltrcl  44321  corclrtrcl  44322  cortrclrcl  44324  cotrclrtrcl  44325  cortrclrtrcl  44326  frege131d  44345  brcofffn  44612  brco3f1o  44614  neicvgnvo  44696  volicoff  46574  voliooicof  46575  ovolval4lem2  47229  3f1oss1  47674  gricushgr  48544  rngccatidALTV  48899  ringccatidALTV  48933  fuco11idx  49961
  Copyright terms: Public domain W3C validator