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

Theorem coass 6261
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 6104 . 2 Rel ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶)
2 relco 6104 . 2 Rel (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
3 excom 2163 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
4 anass 470 . . . . 5 (((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
542exbii 1852 . . . 4 (∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
63, 5bitr4i 278 . . 3 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
7 vex 3479 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
8 vex 3479 . . . . . . 7 𝑦 ∈ V
97, 8brco 5868 . . . . . 6 (𝑧(𝐴𝐵)𝑦 ↔ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦))
109anbi2i 624 . . . . 5 ((𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1110exbii 1851 . . . 4 (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
12 vex 3479 . . . . 5 𝑥 ∈ V
1312, 8opelco 5869 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦))
14 exdistr 1959 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1511, 13, 143bitr4i 303 . . 3 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
16 vex 3479 . . . . . . 7 𝑤 ∈ V
1712, 16brco 5868 . . . . . 6 (𝑥(𝐵𝐶)𝑤 ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤))
1817anbi1i 625 . . . . 5 ((𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
1918exbii 1851 . . . 4 (∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤(∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2012, 8opelco 5869 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)) ↔ ∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦))
21 19.41v 1954 . . . . 5 (∃𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2221exbii 1851 . . . 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 5788 1 ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) = (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 397   = wceq 1542  wex 1782  wcel 2107  cop 4633   class class class wbr 5147  ccom 5679
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-11 2155  ax-ext 2704  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pr 5426
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-sb 2069  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-rab 3434  df-v 3477  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-nul 4322  df-if 4528  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-br 5148  df-opab 5210  df-xp 5681  df-rel 5682  df-co 5684
This theorem is referenced by:  funcoeqres  6861  fcof1oinvd  7286  tposco  8237  mapen  9137  mapfien  9399  hashfacen  14409  hashfacenOLD  14410  relexpsucnnl  14973  relexpaddnn  14994  cofuass  17835  setccatid  18030  estrccatid  18079  frmdup3lem  18743  symggrplem  18761  f1omvdco2  19309  symggen  19331  psgnunilem1  19354  gsumval3  19767  gsumzf1o  19772  gsumzmhm  19797  prds1  20126  psrass1lemOLD  21475  psrass1lem  21478  pf1mpf  21853  pf1ind  21856  qtophmeo  23303  uniioombllem2  25082  cncombf  25157  motgrp  27774  pjsdi2i  31388  pjadj2coi  31435  pj3lem1  31437  pj3i  31439  fcoinver  31813  fmptco1f1o  31835  fcobij  31925  fcobijfs  31926  symgfcoeu  32221  pmtrcnel2  32229  cycpmconjv  32279  cycpmconjslem1  32291  cycpmconjs  32293  cyc3conja  32294  reprpmtf1o  33576  derangenlem  34100  subfacp1lem5  34113  erdsze2lem2  34133  pprodcnveq  34793  cocnv  36531  ltrncoidN  38937  trlcoabs2N  39531  trlcoat  39532  trlcone  39537  cdlemg46  39544  cdlemg47  39545  ltrnco4  39548  tgrpgrplem  39558  tendoplass  39592  cdlemi2  39628  cdlemk2  39641  cdlemk4  39643  cdlemk8  39647  cdlemk45  39756  cdlemk54  39767  cdlemk55a  39768  erngdvlem3  39799  erngdvlem3-rN  39807  tendocnv  39830  dvhvaddass  39906  dvhlveclem  39917  cdlemn8  40013  dihopelvalcpre  40057  dih1dimatlem0  40137  diophrw  41430  eldioph2  41433  mendring  41867  cortrcltrcl  42424  corclrtrcl  42425  cortrclrcl  42427  cotrclrtrcl  42428  cortrclrtrcl  42429  frege131d  42448  brcofffn  42715  brco3f1o  42717  neicvgnvo  42799  volicoff  44646  voliooicof  44647  ovolval4lem2  45301  isomushgr  46429  rngccatidALTV  46789  ringccatidALTV  46852
  Copyright terms: Public domain W3C validator