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

Theorem coass 6111
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 6090 . 2 Rel ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶)
2 relco 6090 . 2 Rel (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
3 excom 2162 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
4 anass 471 . . . . 5 (((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
542exbii 1843 . . . 4 (∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
63, 5bitr4i 280 . . 3 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑤𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
7 vex 3496 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
8 vex 3496 . . . . . . 7 𝑦 ∈ V
97, 8brco 5734 . . . . . 6 (𝑧(𝐴𝐵)𝑦 ↔ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦))
109anbi2i 624 . . . . 5 ((𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ (𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1110exbii 1842 . . . 4 (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
12 vex 3496 . . . . 5 𝑥 ∈ V
1312, 8opelco 5735 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧(𝐴𝐵)𝑦))
14 exdistr 1949 . . . 4 (∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)) ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧 ∧ ∃𝑤(𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
1511, 13, 143bitr4i 305 . . 3 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) ↔ ∃𝑧𝑤(𝑥𝐶𝑧 ∧ (𝑧𝐵𝑤𝑤𝐴𝑦)))
16 vex 3496 . . . . . . 7 𝑤 ∈ V
1712, 16brco 5734 . . . . . 6 (𝑥(𝐵𝐶)𝑤 ↔ ∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤))
1817anbi1i 625 . . . . 5 ((𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
1918exbii 1842 . . . 4 (∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦) ↔ ∃𝑤(∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2012, 8opelco 5735 . . . 4 (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 ∘ (𝐵𝐶)) ↔ ∃𝑤(𝑥(𝐵𝐶)𝑤𝑤𝐴𝑦))
21 19.41v 1944 . . . . 5 (∃𝑧((𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦) ↔ (∃𝑧(𝑥𝐶𝑧𝑧𝐵𝑤) ∧ 𝑤𝐴𝑦))
2221exbii 1842 . . . 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 5656 1 ((𝐴𝐵) ∘ 𝐶) = (𝐴 ∘ (𝐵𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 398   = wceq 1531  wex 1774  wcel 2108  cop 4565   class class class wbr 5057  ccom 5552
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1905  ax-6 1964  ax-7 2009  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2154  ax-12 2170  ax-ext 2791  ax-sep 5194  ax-nul 5201  ax-pr 5320
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3an 1084  df-tru 1534  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2064  df-mo 2616  df-eu 2648  df-clab 2798  df-cleq 2812  df-clel 2891  df-nfc 2961  df-rab 3145  df-v 3495  df-dif 3937  df-un 3939  df-in 3941  df-ss 3950  df-nul 4290  df-if 4466  df-sn 4560  df-pr 4562  df-op 4566  df-br 5058  df-opab 5120  df-xp 5554  df-rel 5555  df-co 5557
This theorem is referenced by:  funcoeqres  6638  fcof1oinvd  7041  tposco  7915  mapen  8673  mapfien  8863  hashfacen  13804  relexpsucnnl  14383  relexpaddnn  14402  cofuass  17151  setccatid  17336  estrccatid  17374  frmdup3lem  18023  symggrplem  18041  f1omvdco2  18568  symggen  18590  psgnunilem1  18613  gsumval3  19019  gsumzf1o  19024  gsumzmhm  19049  prds1  19356  psrass1lem  20149  pf1mpf  20507  pf1ind  20510  qtophmeo  22417  uniioombllem2  24176  cncombf  24251  motgrp  26321  pjsdi2i  29926  pjadj2coi  29973  pj3lem1  29975  pj3i  29977  fcoinver  30349  fmptco1f1o  30370  fcobij  30450  fcobijfs  30451  symgfcoeu  30719  pmtrcnel2  30727  cycpmconjv  30777  cycpmconjslem1  30789  cycpmconjs  30791  cyc3conja  30792  reprpmtf1o  31890  derangenlem  32411  subfacp1lem5  32424  erdsze2lem2  32444  pprodcnveq  33337  cocnv  34992  ltrncoidN  37256  trlcoabs2N  37850  trlcoat  37851  trlcone  37856  cdlemg46  37863  cdlemg47  37864  ltrnco4  37867  tgrpgrplem  37877  tendoplass  37911  cdlemi2  37947  cdlemk2  37960  cdlemk4  37962  cdlemk8  37966  cdlemk45  38075  cdlemk54  38086  cdlemk55a  38087  erngdvlem3  38118  erngdvlem3-rN  38126  tendocnv  38149  dvhvaddass  38225  dvhlveclem  38236  cdlemn8  38332  dihopelvalcpre  38376  dih1dimatlem0  38456  diophrw  39346  eldioph2  39349  mendring  39782  cortrcltrcl  40075  corclrtrcl  40076  cortrclrcl  40078  cotrclrtrcl  40079  cortrclrtrcl  40080  frege131d  40099  brcofffn  40371  brco3f1o  40373  neicvgnvo  40455  volicoff  42270  voliooicof  42271  ovolval4lem2  42922  isomushgr  43981  rngccatidALTV  44250  ringccatidALTV  44313
  Copyright terms: Public domain W3C validator