Theorem imaco 6208

Description: Image of the composition of two classes. (Contributed by Jason Orendorff, 12-Dec-2006.)

Assertion

Ref	Expression
imaco	⊢ ((𝐴 ∘ 𝐵) “ 𝐶) = (𝐴 “ (𝐵 “ 𝐶))

Proof of Theorem imaco

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-rex 3070	. . 3 ⊢ (∃𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶)𝑦𝐴𝑥 ↔ ∃𝑦(𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶) ∧ 𝑦𝐴𝑥))
2		vex 3450	. . . 4 ⊢ 𝑥 ∈ V
3	2	elima 6023	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐴 “ (𝐵 “ 𝐶)) ↔ ∃𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶)𝑦𝐴𝑥)
4		rexcom4 3269	. . . . 5 ⊢ (∃𝑧 ∈ 𝐶 ∃𝑦(𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ ∃𝑦∃𝑧 ∈ 𝐶 (𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
5		r19.41v 3181	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑧 ∈ 𝐶 (𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ (∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
6	5	exbii 1850	. . . . 5 ⊢ (∃𝑦∃𝑧 ∈ 𝐶 (𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ ∃𝑦(∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
7	4, 6	bitri 274	. . . 4 ⊢ (∃𝑧 ∈ 𝐶 ∃𝑦(𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ ∃𝑦(∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
8	2	elima 6023	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ ((𝐴 ∘ 𝐵) “ 𝐶) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧(𝐴 ∘ 𝐵)𝑥)
9		vex 3450	. . . . . . 7 ⊢ 𝑧 ∈ V
10	9, 2	brco 5831	. . . . . 6 ⊢ (𝑧(𝐴 ∘ 𝐵)𝑥 ↔ ∃𝑦(𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
11	10	rexbii 3093	. . . . 5 ⊢ (∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧(𝐴 ∘ 𝐵)𝑥 ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐶 ∃𝑦(𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
12	8, 11	bitri 274	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ ((𝐴 ∘ 𝐵) “ 𝐶) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐶 ∃𝑦(𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
13		vex 3450	. . . . . . 7 ⊢ 𝑦 ∈ V
14	13	elima 6023	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦)
15	14	anbi1i 624	. . . . 5 ⊢ ((𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶) ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ (∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
16	15	exbii 1850	. . . 4 ⊢ (∃𝑦(𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶) ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ ∃𝑦(∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
17	7, 12, 16	3bitr4i 302	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ ((𝐴 ∘ 𝐵) “ 𝐶) ↔ ∃𝑦(𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶) ∧ 𝑦𝐴𝑥))
18	1, 3, 17	3bitr4ri 303	. 2 ⊢ (𝑥 ∈ ((𝐴 ∘ 𝐵) “ 𝐶) ↔ 𝑥 ∈ (𝐴 “ (𝐵 “ 𝐶)))
19	18	eqriv 2728	1 ⊢ ((𝐴 ∘ 𝐵) “ 𝐶) = (𝐴 “ (𝐵 “ 𝐶))

Syntax hints:   ∧ wa 396   = wceq 1541  ∃wex 1781   ∈ wcel 2106  ∃wrex 3069   class class class wbr 5110   “ cima 5641   ∘ ccom 5642

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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-11 2154  ax-ext 2702  ax-sep 5261  ax-nul 5268  ax-pr 5389

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-sb 2068  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rab 3406  df-v 3448  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-nul 4288  df-if 4492  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-br 5111  df-opab 5173  df-xp 5644  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651

This theorem is referenced by:  fvco2  6943  suppco  8142  fipreima  9309  fsuppcolem  9346  psgnunilem1  19289  gsumzf1o  19703  dprdf1o  19825  frlmup3  21243  f1lindf  21265  lindfmm  21270  cnco  22654  cnpco  22655  ptrescn  23027  xkoco1cn  23045  xkoco2cn  23046  xkococnlem  23047  qtopcn  23102  fmco  23349  uniioombllem3  24986  cncombf  25059  deg1val  25498  ofpreima  31648  mbfmco  32953  eulerpartlemmf  33064  erdsze2lem2  33885  cvmliftmolem1  33962  cvmlift2lem9a  33984  cvmlift2lem9  33992  mclsppslem  34264  bj-imdirco  35734  poimirlem15  36166  poimirlem16  36167  poimirlem19  36170  cnambfre  36199  ftc1anclem3  36226  trclimalb2  42120  brtrclfv2  42121  frege97d  42146  frege109d  42151  frege131d  42158  extoimad  42559  imo72b2lem0  42560  imo72b2lem2  42562  imo72b2lem1  42564  imo72b2  42567  limccog  43981  smfco  45163  afv2co2  45609  isomgrtrlem  46150