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

Theorem coass 6221
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 6067 . 2 Rel ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶)
2 relco 6067 . 2 Rel (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
3 excom 2175 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
4 anass 470 . . . . 5 (((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
542exbii 1857 . . . 4 (∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
63, 5bitr4i 280 . . 3 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
7 vex 3437 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
8 vex 3437 . . . . . . 7 𝑦 ∈ V
97, 8brco 5815 . . . . . 6 (𝑧(𝐴𝐵)𝑦 ↔ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦))
109anbi2i 630 . . . . 5 ((𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1110exbii 1856 . . . 4 (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
12 vex 3437 . . . . 5 𝑥 ∈ V
1312, 8opelco 5816 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦))
14 exdistr 1962 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1511, 13, 143bitr4i 305 . . 3 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
16 vex 3437 . . . . . . 7 𝑤 ∈ V
1712, 16brco 5815 . . . . . 6 (𝑥(𝐵𝐶)𝑤 ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤))
1817anbi1i 631 . . . . 5 ((𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
1918exbii 1856 . . . 4 (∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤(∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2012, 8opelco 5816 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)) ↔ ∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦))
21 19.41v 1957 . . . . 5 (∃𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2221exbii 1856 . . . 4 (∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤(∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2319, 20, 223bitr4i 305 . . 3 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)) ↔ ∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
246, 15, 233bitr4i 305 . 2 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)))
251, 2, 24eqrelriiv 5736 1 ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) = (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 397   = wceq 1548  wex 1787  wcel 2121  cop 4564   class class class wbr 5075  ccom 5625
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1975  ax-7 2016  ax-8 2123  ax-9 2131  ax-11 2170  ax-ext 2713  ax-sep 5221  ax-pr 5365
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 398  df-or 855  df-3an 1095  df-tru 1551  df-fal 1561  df-ex 1788  df-sb 2075  df-clab 2720  df-cleq 2733  df-clel 2816  df-rab 3394  df-v 3435  df-dif 3888  df-un 3890  df-in 3892  df-ss 3902  df-nul 4265  df-if 4458  df-sn 4559  df-pr 4561  df-op 4565  df-br 5076  df-opab 5138  df-xp 5627  df-rel 5628  df-co 5630
This theorem is referenced by:  funcoeqres  6802  fcof1oinvd  7241  tposco  8201  mapen  9073  mapfien  9315  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  21912  pf1mpf  22342  pf1ind  22345  qtophmeo  23804  uniioombllem2  25572  cncombf  25647  motgrp  28633  pjsdi2i  32250  pjadj2coi  32297  pj3lem1  32299  pj3i  32301  fcoinver  32697  fmptco1f1o  32729  fcobij  32816  fcobijfs  32817  cocnvf1o  32825  symgfcoeu  33167  pmtrcnel2  33175  cycpmconjv  33227  cycpmconjslem1  33239  cycpmconjs  33241  cyc3conja  33242  1arithidomlem2  33631  selvascl  33713  mplvrpmga  33741  mplvrpmrhm  33743  reprpmtf1o  34822  derangenlem  35414  subfacp1lem5  35427  erdsze2lem2  35447  pprodcnveq  36124  cocnv  38107  ltrncoidN  40635  trlcoabs2N  41229  trlcoat  41230  trlcone  41235  cdlemg46  41242  cdlemg47  41243  ltrnco4  41246  tgrpgrplem  41256  tendoplass  41290  cdlemi2  41326  cdlemk2  41339  cdlemk4  41341  cdlemk8  41345  cdlemk45  41454  cdlemk54  41465  cdlemk55a  41466  erngdvlem3  41497  erngdvlem3-rN  41505  tendocnv  41528  dvhvaddass  41604  dvhlveclem  41615  cdlemn8  41711  dihopelvalcpre  41755  dih1dimatlem0  41835  aks6d1c6lem5  42677  diophrw  43223  eldioph2  43226  mendring  43648  cortrcltrcl  44199  corclrtrcl  44200  cortrclrcl  44202  cotrclrtrcl  44203  cortrclrtrcl  44204  frege131d  44223  brcofffn  44490  brco3f1o  44492  neicvgnvo  44574  volicoff  46452  voliooicof  46453  ovolval4lem2  47107  3f1oss1  47552  gricushgr  48422  rngccatidALTV  48777  ringccatidALTV  48811  fuco11idx  49839
  Copyright terms: Public domain W3C validator