Theorem trcoss 38424

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 38306	. . . . 5 ⊢ (∃*𝑢 𝑢𝑅𝑦 → ((∃𝑢(𝑢𝑅𝑥 ∧ 𝑢𝑅𝑦) ∧ ∃𝑢(𝑢𝑅𝑦 ∧ 𝑢𝑅𝑧)) → ∃𝑢(𝑢𝑅𝑥 ∧ 𝑢𝑅𝑧)))
2		brcoss 38373	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ V ∧ 𝑦 ∈ V) → (𝑥 ≀ 𝑅𝑦 ↔ ∃𝑢(𝑢𝑅𝑥 ∧ 𝑢𝑅𝑦)))
3	2	el2v 3471	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ≀ 𝑅𝑦 ↔ ∃𝑢(𝑢𝑅𝑥 ∧ 𝑢𝑅𝑦))
4		brcoss 38373	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ V ∧ 𝑧 ∈ V) → (𝑦 ≀ 𝑅𝑧 ↔ ∃𝑢(𝑢𝑅𝑦 ∧ 𝑢𝑅𝑧)))
5	4	el2v 3471	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ≀ 𝑅𝑧 ↔ ∃𝑢(𝑢𝑅𝑦 ∧ 𝑢𝑅𝑧))
6	3, 5	anbi12i 628	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ≀ 𝑅𝑦 ∧ 𝑦 ≀ 𝑅𝑧) ↔ (∃𝑢(𝑢𝑅𝑥 ∧ 𝑢𝑅𝑦) ∧ ∃𝑢(𝑢𝑅𝑦 ∧ 𝑢𝑅𝑧)))
7		brcoss 38373	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ V ∧ 𝑧 ∈ V) → (𝑥 ≀ 𝑅𝑧 ↔ ∃𝑢(𝑢𝑅𝑥 ∧ 𝑢𝑅𝑧)))
8	7	el2v 3471	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ≀ 𝑅𝑧 ↔ ∃𝑢(𝑢𝑅𝑥 ∧ 𝑢𝑅𝑧))
9	1, 6, 8	3imtr4g 296	. . . 4 ⊢ (∃*𝑢 𝑢𝑅𝑦 → ((𝑥 ≀ 𝑅𝑦 ∧ 𝑦 ≀ 𝑅𝑧) → 𝑥 ≀ 𝑅𝑧))
10	9	alrimiv 1926	. . 3 ⊢ (∃*𝑢 𝑢𝑅𝑦 → ∀𝑧((𝑥 ≀ 𝑅𝑦 ∧ 𝑦 ≀ 𝑅𝑧) → 𝑥 ≀ 𝑅𝑧))
11	10	alimi 1810	. 2 ⊢ (∀𝑦∃*𝑢 𝑢𝑅𝑦 → ∀𝑦∀𝑧((𝑥 ≀ 𝑅𝑦 ∧ 𝑦 ≀ 𝑅𝑧) → 𝑥 ≀ 𝑅𝑧))
12	11	alrimiv 1926	1 ⊢ (∀𝑦∃*𝑢 𝑢𝑅𝑦 → ∀𝑥∀𝑦∀𝑧((𝑥 ≀ 𝑅𝑦 ∧ 𝑦 ≀ 𝑅𝑧) → 𝑥 ≀ 𝑅𝑧))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395  ∀wal 1537  ∃wex 1778  ∃*wmo 2536  Vcvv 3464   class class class wbr 5125   ≀ ccoss 38123

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1909  ax-6 1966  ax-7 2006  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2140  ax-11 2156  ax-12 2176  ax-ext 2706  ax-sep 5278  ax-nul 5288  ax-pr 5414

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2064  df-mo 2538  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2808  df-rab 3421  df-v 3466  df-dif 3936  df-un 3938  df-ss 3950  df-nul 4316  df-if 4508  df-sn 4609  df-pr 4611  df-op 4615  df-br 5126  df-opab 5188  df-coss 38353

This theorem is referenced by:  disjim  38723