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

Theorem coass 6225
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 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 3445 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
8 vex 3445 . . . . . . 7 𝑦 ∈ V
97, 8brco 5820 . . . . . 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 3445 . . . . 5 𝑥 ∈ V
1312, 8opelco 5821 . . . 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 3445 . . . . . . 7 𝑤 ∈ V
1712, 16brco 5820 . . . . . 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 5821 . . . 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 5740 1 ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) = (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 395   = wceq 1542  wex 1781  wcel 2114  cop 4587   class class class wbr 5099  ccom 5629
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 5242  ax-nul 5252  ax-pr 5378
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 3401  df-v 3443  df-dif 3905  df-un 3907  df-ss 3919  df-nul 4287  df-if 4481  df-sn 4582  df-pr 4584  df-op 4588  df-br 5100  df-opab 5162  df-xp 5631  df-rel 5632  df-co 5634
This theorem is referenced by:  funcoeqres  6806  fcof1oinvd  7241  tposco  8201  mapen  9073  mapfien  9315  hashfacen  14381  relexpsucnnl  14957  relexpaddnn  14978  cofuass  17817  setccatid  18012  estrccatid  18059  frmdup3lem  18795  symggrplem  18813  f1omvdco2  19381  symggen  19403  psgnunilem1  19426  gsumval3  19840  gsumzf1o  19845  gsumzmhm  19870  prds1  20262  psrass1lem  21892  pf1mpf  22300  pf1ind  22303  qtophmeo  23765  uniioombllem2  25544  cncombf  25619  motgrp  28619  pjsdi2i  32236  pjadj2coi  32283  pj3lem1  32285  pj3i  32287  fcoinver  32682  fmptco1f1o  32714  fcobij  32801  fcobijfs  32802  cocnvf1o  32810  symgfcoeu  33166  pmtrcnel2  33174  cycpmconjv  33226  cycpmconjslem1  33238  cycpmconjs  33240  cyc3conja  33241  1arithidomlem2  33619  mplvrpmga  33712  mplvrpmrhm  33714  reprpmtf1o  34785  derangenlem  35367  subfacp1lem5  35380  erdsze2lem2  35400  pprodcnveq  36077  cocnv  37928  ltrncoidN  40456  trlcoabs2N  41050  trlcoat  41051  trlcone  41056  cdlemg46  41063  cdlemg47  41064  ltrnco4  41067  tgrpgrplem  41077  tendoplass  41111  cdlemi2  41147  cdlemk2  41160  cdlemk4  41162  cdlemk8  41166  cdlemk45  41275  cdlemk54  41286  cdlemk55a  41287  erngdvlem3  41318  erngdvlem3-rN  41326  tendocnv  41349  dvhvaddass  41425  dvhlveclem  41436  cdlemn8  41532  dihopelvalcpre  41576  dih1dimatlem0  41656  aks6d1c6lem5  42499  diophrw  43068  eldioph2  43071  mendring  43497  cortrcltrcl  44048  corclrtrcl  44049  cortrclrcl  44051  cotrclrtrcl  44052  cortrclrtrcl  44053  frege131d  44072  brcofffn  44339  brco3f1o  44341  neicvgnvo  44423  volicoff  46306  voliooicof  46307  ovolval4lem2  46961  3f1oss1  47388  gricushgr  48230  rngccatidALTV  48585  ringccatidALTV  48619  fuco11idx  49647
  Copyright terms: Public domain W3C validator