Theorem trcoss 37856

Description: Sufficient condition for the transitivity of cosets by 𝑅. (Contributed by Peter Mazsa, 26-Dec-2018.)

Assertion

Ref	Expression
trcoss	⊢ (∀𝑦∃*𝑢 𝑢𝑅𝑦 → ∀𝑥∀𝑦∀𝑧((𝑥 ≀ 𝑅𝑦 ∧ 𝑦 ≀ 𝑅𝑧) → 𝑥 ≀ 𝑅𝑧))

Distinct variable groups:   𝑢,𝑅,𝑥   𝑧,𝑅,𝑢   𝑦,𝑢,𝑥   𝑦,𝑧

Allowed substitution hint:   𝑅(𝑦)

Proof of Theorem trcoss

Step	Hyp	Ref	Expression
1		moantr 37737	. . . . 5 ⊢ (∃*𝑢 𝑢𝑅𝑦 → ((∃𝑢(𝑢𝑅𝑥 ∧ 𝑢𝑅𝑦) ∧ ∃𝑢(𝑢𝑅𝑦 ∧ 𝑢𝑅𝑧)) → ∃𝑢(𝑢𝑅𝑥 ∧ 𝑢𝑅𝑧)))
2		brcoss 37805	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ V ∧ 𝑦 ∈ V) → (𝑥 ≀ 𝑅𝑦 ↔ ∃𝑢(𝑢𝑅𝑥 ∧ 𝑢𝑅𝑦)))
3	2	el2v 3474	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ≀ 𝑅𝑦 ↔ ∃𝑢(𝑢𝑅𝑥 ∧ 𝑢𝑅𝑦))
4		brcoss 37805	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ V ∧ 𝑧 ∈ V) → (𝑦 ≀ 𝑅𝑧 ↔ ∃𝑢(𝑢𝑅𝑦 ∧ 𝑢𝑅𝑧)))
5	4	el2v 3474	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ≀ 𝑅𝑧 ↔ ∃𝑢(𝑢𝑅𝑦 ∧ 𝑢𝑅𝑧))
6	3, 5	anbi12i 626	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ≀ 𝑅𝑦 ∧ 𝑦 ≀ 𝑅𝑧) ↔ (∃𝑢(𝑢𝑅𝑥 ∧ 𝑢𝑅𝑦) ∧ ∃𝑢(𝑢𝑅𝑦 ∧ 𝑢𝑅𝑧)))
7		brcoss 37805	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ V ∧ 𝑧 ∈ V) → (𝑥 ≀ 𝑅𝑧 ↔ ∃𝑢(𝑢𝑅𝑥 ∧ 𝑢𝑅𝑧)))
8	7	el2v 3474	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ≀ 𝑅𝑧 ↔ ∃𝑢(𝑢𝑅𝑥 ∧ 𝑢𝑅𝑧))
9	1, 6, 8	3imtr4g 296	. . . 4 ⊢ (∃*𝑢 𝑢𝑅𝑦 → ((𝑥 ≀ 𝑅𝑦 ∧ 𝑦 ≀ 𝑅𝑧) → 𝑥 ≀ 𝑅𝑧))
10	9	alrimiv 1922	. . 3 ⊢ (∃*𝑢 𝑢𝑅𝑦 → ∀𝑧((𝑥 ≀ 𝑅𝑦 ∧ 𝑦 ≀ 𝑅𝑧) → 𝑥 ≀ 𝑅𝑧))
11	10	alimi 1805	. 2 ⊢ (∀𝑦∃*𝑢 𝑢𝑅𝑦 → ∀𝑦∀𝑧((𝑥 ≀ 𝑅𝑦 ∧ 𝑦 ≀ 𝑅𝑧) → 𝑥 ≀ 𝑅𝑧))
12	11	alrimiv 1922	1 ⊢ (∀𝑦∃*𝑢 𝑢𝑅𝑦 → ∀𝑥∀𝑦∀𝑧((𝑥 ≀ 𝑅𝑦 ∧ 𝑦 ≀ 𝑅𝑧) → 𝑥 ≀ 𝑅𝑧))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395  ∀wal 1531  ∃wex 1773  ∃*wmo 2524  Vcvv 3466   class class class wbr 5139   ≀ ccoss 37547

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2695  ax-sep 5290  ax-nul 5297  ax-pr 5418

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2526  df-clab 2702  df-cleq 2716  df-clel 2802  df-rab 3425  df-v 3468  df-dif 3944  df-un 3946  df-in 3948  df-ss 3958  df-nul 4316  df-if 4522  df-sn 4622  df-pr 4624  df-op 4628  df-br 5140  df-opab 5202  df-coss 37785

This theorem is referenced by:  disjim  38155