Theorem imaco 6071

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 3112	. . 3 ⊢ (∃𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶)𝑦𝐴𝑥 ↔ ∃𝑦(𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶) ∧ 𝑦𝐴𝑥))
2		vex 3444	. . . 4 ⊢ 𝑥 ∈ V
3	2	elima 5901	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐴 “ (𝐵 “ 𝐶)) ↔ ∃𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶)𝑦𝐴𝑥)
4		rexcom4 3212	. . . . 5 ⊢ (∃𝑧 ∈ 𝐶 ∃𝑦(𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ ∃𝑦∃𝑧 ∈ 𝐶 (𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
5		r19.41v 3300	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑧 ∈ 𝐶 (𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ (∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
6	5	exbii 1849	. . . . 5 ⊢ (∃𝑦∃𝑧 ∈ 𝐶 (𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ ∃𝑦(∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
7	4, 6	bitri 278	. . . 4 ⊢ (∃𝑧 ∈ 𝐶 ∃𝑦(𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ ∃𝑦(∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
8	2	elima 5901	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ ((𝐴 ∘ 𝐵) “ 𝐶) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧(𝐴 ∘ 𝐵)𝑥)
9		vex 3444	. . . . . . 7 ⊢ 𝑧 ∈ V
10	9, 2	brco 5705	. . . . . 6 ⊢ (𝑧(𝐴 ∘ 𝐵)𝑥 ↔ ∃𝑦(𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
11	10	rexbii 3210	. . . . 5 ⊢ (∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧(𝐴 ∘ 𝐵)𝑥 ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐶 ∃𝑦(𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
12	8, 11	bitri 278	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ ((𝐴 ∘ 𝐵) “ 𝐶) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐶 ∃𝑦(𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
13		vex 3444	. . . . . . 7 ⊢ 𝑦 ∈ V
14	13	elima 5901	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦)
15	14	anbi1i 626	. . . . 5 ⊢ ((𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶) ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ (∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
16	15	exbii 1849	. . . 4 ⊢ (∃𝑦(𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶) ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ ∃𝑦(∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
17	7, 12, 16	3bitr4i 306	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ ((𝐴 ∘ 𝐵) “ 𝐶) ↔ ∃𝑦(𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶) ∧ 𝑦𝐴𝑥))
18	1, 3, 17	3bitr4ri 307	. 2 ⊢ (𝑥 ∈ ((𝐴 ∘ 𝐵) “ 𝐶) ↔ 𝑥 ∈ (𝐴 “ (𝐵 “ 𝐶)))
19	18	eqriv 2795	1 ⊢ ((𝐴 ∘ 𝐵) “ 𝐶) = (𝐴 “ (𝐵 “ 𝐶))

Syntax hints:   ∧ wa 399   = wceq 1538  ∃wex 1781   ∈ wcel 2111  ∃wrex 3107   class class class wbr 5030   “ cima 5522   ∘ ccom 5523

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 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2770  ax-sep 5167  ax-nul 5174  ax-pr 5295

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2598  df-eu 2629  df-clab 2777  df-cleq 2791  df-clel 2870  df-nfc 2938  df-ral 3111  df-rex 3112  df-v 3443  df-dif 3884  df-un 3886  df-in 3888  df-ss 3898  df-nul 4244  df-if 4426  df-sn 4526  df-pr 4528  df-op 4532  df-br 5031  df-opab 5093  df-xp 5525  df-cnv 5527  df-co 5528  df-dm 5529  df-rn 5530  df-res 5531  df-ima 5532

This theorem is referenced by:  fvco2  6735  suppco  7853  supp0cosupp0OLD  7856  imacosuppOLD  7858  fipreima  8814  fsuppcolem  8848  psgnunilem1  18613  gsumzf1o  19025  dprdf1o  19147  frlmup3  20489  f1lindf  20511  lindfmm  20516  cnco  21871  cnpco  21872  ptrescn  22244  xkoco1cn  22262  xkoco2cn  22263  xkococnlem  22264  qtopcn  22319  fmco  22566  uniioombllem3  24189  cncombf  24262  deg1val  24697  ofpreima  30428  mbfmco  31632  eulerpartlemmf  31743  erdsze2lem2  32564  cvmliftmolem1  32641  cvmlift2lem9a  32663  cvmlift2lem9  32671  mclsppslem  32943  bj-imdirco  34605  poimirlem15  35072  poimirlem16  35073  poimirlem19  35076  cnambfre  35105  ftc1anclem3  35132  trclimalb2  40427  brtrclfv2  40428  frege97d  40453  frege109d  40458  frege131d  40465  extoimad  40868  imo72b2lem0  40869  imo72b2lem2  40871  imo72b2lem1  40874  imo72b2  40878  limccog  42262  smfco  43434  afv2co2  43813  isomgrtrlem  44356