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

Theorem coass 6213
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 6056 . 2 Rel ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶)
2 relco 6056 . 2 Rel (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
3 excom 2165 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
4 anass 468 . . . . 5 (((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
542exbii 1850 . . . 4 (∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
63, 5bitr4i 278 . . 3 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
7 vex 3440 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
8 vex 3440 . . . . . . 7 𝑦 ∈ V
97, 8brco 5809 . . . . . 6 (𝑧(𝐴𝐵)𝑦 ↔ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦))
109anbi2i 623 . . . . 5 ((𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1110exbii 1849 . . . 4 (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
12 vex 3440 . . . . 5 𝑥 ∈ V
1312, 8opelco 5810 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦))
14 exdistr 1955 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1511, 13, 143bitr4i 303 . . 3 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
16 vex 3440 . . . . . . 7 𝑤 ∈ V
1712, 16brco 5809 . . . . . 6 (𝑥(𝐵𝐶)𝑤 ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤))
1817anbi1i 624 . . . . 5 ((𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
1918exbii 1849 . . . 4 (∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤(∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2012, 8opelco 5810 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)) ↔ ∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦))
21 19.41v 1950 . . . . 5 (∃𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2221exbii 1849 . . . 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 5729 1 ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) = (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 395   = wceq 1541  wex 1780  wcel 2111  cop 4579   class class class wbr 5089  ccom 5618
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-11 2160  ax-ext 2703  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pr 5368
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-sb 2068  df-clab 2710  df-cleq 2723  df-clel 2806  df-rab 3396  df-v 3438  df-dif 3900  df-un 3902  df-ss 3914  df-nul 4281  df-if 4473  df-sn 4574  df-pr 4576  df-op 4580  df-br 5090  df-opab 5152  df-xp 5620  df-rel 5621  df-co 5623
This theorem is referenced by:  funcoeqres  6794  fcof1oinvd  7227  tposco  8187  mapen  9054  mapfien  9292  hashfacen  14361  relexpsucnnl  14937  relexpaddnn  14958  cofuass  17796  setccatid  17991  estrccatid  18038  frmdup3lem  18774  symggrplem  18792  f1omvdco2  19360  symggen  19382  psgnunilem1  19405  gsumval3  19819  gsumzf1o  19824  gsumzmhm  19849  prds1  20241  psrass1lem  21869  pf1mpf  22267  pf1ind  22270  qtophmeo  23732  uniioombllem2  25511  cncombf  25586  motgrp  28521  pjsdi2i  32137  pjadj2coi  32184  pj3lem1  32186  pj3i  32188  fcoinver  32584  fmptco1f1o  32615  fcobij  32703  fcobijfs  32704  cocnvf1o  32712  symgfcoeu  33051  pmtrcnel2  33059  cycpmconjv  33111  cycpmconjslem1  33123  cycpmconjs  33125  cyc3conja  33126  1arithidomlem2  33501  mplvrpmga  33575  mplvrpmrhm  33577  reprpmtf1o  34639  derangenlem  35215  subfacp1lem5  35228  erdsze2lem2  35248  pprodcnveq  35925  cocnv  37764  ltrncoidN  40226  trlcoabs2N  40820  trlcoat  40821  trlcone  40826  cdlemg46  40833  cdlemg47  40834  ltrnco4  40837  tgrpgrplem  40847  tendoplass  40881  cdlemi2  40917  cdlemk2  40930  cdlemk4  40932  cdlemk8  40936  cdlemk45  41045  cdlemk54  41056  cdlemk55a  41057  erngdvlem3  41088  erngdvlem3-rN  41096  tendocnv  41119  dvhvaddass  41195  dvhlveclem  41206  cdlemn8  41302  dihopelvalcpre  41346  dih1dimatlem0  41426  aks6d1c6lem5  42269  diophrw  42851  eldioph2  42854  mendring  43280  cortrcltrcl  43832  corclrtrcl  43833  cortrclrcl  43835  cotrclrtrcl  43836  cortrclrtrcl  43837  frege131d  43856  brcofffn  44123  brco3f1o  44125  neicvgnvo  44207  volicoff  46092  voliooicof  46093  ovolval4lem2  46747  3f1oss1  47174  gricushgr  48016  rngccatidALTV  48371  ringccatidALTV  48405  fuco11idx  49435
  Copyright terms: Public domain W3C validator