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

Theorem coass 6226
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 6069 . 2 Rel ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶)
2 relco 6069 . 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 3434 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
8 vex 3434 . . . . . . 7 𝑦 ∈ V
97, 8brco 5821 . . . . . 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 3434 . . . . 5 𝑥 ∈ V
1312, 8opelco 5822 . . . 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 3434 . . . . . . 7 𝑤 ∈ V
1712, 16brco 5821 . . . . . 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 5822 . . . 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 5741 1 ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) = (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 395   = wceq 1542  wex 1781  wcel 2114  cop 4574   class class class wbr 5086  ccom 5630
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 2709  ax-sep 5232  ax-pr 5372
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 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-rab 3391  df-v 3432  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-nul 4275  df-if 4468  df-sn 4569  df-pr 4571  df-op 4575  df-br 5087  df-opab 5149  df-xp 5632  df-rel 5633  df-co 5635
This theorem is referenced by:  funcoeqres  6807  fcof1oinvd  7243  tposco  8202  mapen  9074  mapfien  9316  hashfacen  14411  relexpsucnnl  14987  relexpaddnn  15008  cofuass  17851  setccatid  18046  estrccatid  18093  frmdup3lem  18829  symggrplem  18847  f1omvdco2  19418  symggen  19440  psgnunilem1  19463  gsumval3  19877  gsumzf1o  19882  gsumzmhm  19907  prds1  20297  psrass1lem  21926  pf1mpf  22331  pf1ind  22334  qtophmeo  23796  uniioombllem2  25564  cncombf  25639  motgrp  28629  pjsdi2i  32247  pjadj2coi  32294  pj3lem1  32296  pj3i  32298  fcoinver  32693  fmptco1f1o  32725  fcobij  32812  fcobijfs  32813  cocnvf1o  32821  symgfcoeu  33162  pmtrcnel2  33170  cycpmconjv  33222  cycpmconjslem1  33234  cycpmconjs  33236  cyc3conja  33237  1arithidomlem2  33615  mplvrpmga  33708  mplvrpmrhm  33710  reprpmtf1o  34790  derangenlem  35373  subfacp1lem5  35386  erdsze2lem2  35406  pprodcnveq  36083  cocnv  38064  ltrncoidN  40592  trlcoabs2N  41186  trlcoat  41187  trlcone  41192  cdlemg46  41199  cdlemg47  41200  ltrnco4  41203  tgrpgrplem  41213  tendoplass  41247  cdlemi2  41283  cdlemk2  41296  cdlemk4  41298  cdlemk8  41302  cdlemk45  41411  cdlemk54  41422  cdlemk55a  41423  erngdvlem3  41454  erngdvlem3-rN  41462  tendocnv  41485  dvhvaddass  41561  dvhlveclem  41572  cdlemn8  41668  dihopelvalcpre  41712  dih1dimatlem0  41792  aks6d1c6lem5  42634  diophrw  43209  eldioph2  43212  mendring  43638  cortrcltrcl  44189  corclrtrcl  44190  cortrclrcl  44192  cotrclrtrcl  44193  cortrclrtrcl  44194  frege131d  44213  brcofffn  44480  brco3f1o  44482  neicvgnvo  44564  volicoff  46445  voliooicof  46446  ovolval4lem2  47100  3f1oss1  47539  gricushgr  48409  rngccatidALTV  48764  ringccatidALTV  48798  fuco11idx  49826
  Copyright terms: Public domain W3C validator