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 6068 . 2 Rel ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶)
2 relco 6068 . 2 Rel (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
3 excom 2163 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
4 anass 468 . . . . 5 (((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
542exbii 1849 . . . 4 (∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
63, 5bitr4i 278 . . 3 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
7 vex 3448 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
8 vex 3448 . . . . . . 7 𝑦 ∈ V
97, 8brco 5824 . . . . . 6 (𝑧(𝐴𝐵)𝑦 ↔ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦))
109anbi2i 623 . . . . 5 ((𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1110exbii 1848 . . . 4 (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
12 vex 3448 . . . . 5 𝑥 ∈ V
1312, 8opelco 5825 . . . 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 3448 . . . . . . 7 𝑤 ∈ V
1712, 16brco 5824 . . . . . 6 (𝑥(𝐵𝐶)𝑤 ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤))
1817anbi1i 624 . . . . 5 ((𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
1918exbii 1848 . . . 4 (∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤(∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2012, 8opelco 5825 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)) ↔ ∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦))
21 19.41v 1949 . . . . 5 (∃𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2221exbii 1848 . . . 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 5744 1 ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) = (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 395   = wceq 1540  wex 1779  wcel 2109  cop 4591   class class class wbr 5102  ccom 5635
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-11 2158  ax-ext 2701  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pr 5382
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-sb 2066  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-rab 3403  df-v 3446  df-dif 3914  df-un 3916  df-ss 3928  df-nul 4293  df-if 4485  df-sn 4586  df-pr 4588  df-op 4592  df-br 5103  df-opab 5165  df-xp 5637  df-rel 5638  df-co 5640
This theorem is referenced by:  funcoeqres  6813  fcof1oinvd  7250  tposco  8213  mapen  9082  mapfien  9335  hashfacen  14395  relexpsucnnl  14972  relexpaddnn  14993  cofuass  17831  setccatid  18026  estrccatid  18073  frmdup3lem  18775  symggrplem  18793  f1omvdco2  19362  symggen  19384  psgnunilem1  19407  gsumval3  19821  gsumzf1o  19826  gsumzmhm  19851  prds1  20243  psrass1lem  21874  pf1mpf  22272  pf1ind  22275  qtophmeo  23737  uniioombllem2  25517  cncombf  25592  motgrp  28523  pjsdi2i  32136  pjadj2coi  32183  pj3lem1  32185  pj3i  32187  fcoinver  32583  fmptco1f1o  32607  fcobij  32695  fcobijfs  32696  symgfcoeu  33054  pmtrcnel2  33062  cycpmconjv  33114  cycpmconjslem1  33126  cycpmconjs  33128  cyc3conja  33129  1arithidomlem2  33500  reprpmtf1o  34610  derangenlem  35151  subfacp1lem5  35164  erdsze2lem2  35184  pprodcnveq  35864  cocnv  37712  ltrncoidN  40115  trlcoabs2N  40709  trlcoat  40710  trlcone  40715  cdlemg46  40722  cdlemg47  40723  ltrnco4  40726  tgrpgrplem  40736  tendoplass  40770  cdlemi2  40806  cdlemk2  40819  cdlemk4  40821  cdlemk8  40825  cdlemk45  40934  cdlemk54  40945  cdlemk55a  40946  erngdvlem3  40977  erngdvlem3-rN  40985  tendocnv  41008  dvhvaddass  41084  dvhlveclem  41095  cdlemn8  41191  dihopelvalcpre  41235  dih1dimatlem0  41315  aks6d1c6lem5  42158  diophrw  42740  eldioph2  42743  mendring  43170  cortrcltrcl  43722  corclrtrcl  43723  cortrclrcl  43725  cotrclrtrcl  43726  cortrclrtrcl  43727  frege131d  43746  brcofffn  44013  brco3f1o  44015  neicvgnvo  44097  volicoff  45986  voliooicof  45987  ovolval4lem2  46641  3f1oss1  47069  gricushgr  47910  rngccatidALTV  48253  ringccatidALTV  48287  fuco11idx  49317
  Copyright terms: Public domain W3C validator