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Theorem brab2d

Description: Expressing that two sets are related by a binary relation which is expressed as a class abstraction of ordered pairs. (Contributed by Thierry Arnoux, 4-May-2025)

Ref Expression
Hypotheses brab2d.1 ⊢ φ → R = x y | x ∈ U ∧ y ∈ V ∧ ψ
brab2d.2 ⊢ φ ∧ x = A ∧ y = B → ψ ↔ χ
Assertion brab2d ⊢ φ → A R B ↔ A ∈ U ∧ B ∈ V ∧ χ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 brab2d.1 ⊢ φ → R = x y | x ∈ U ∧ y ∈ V ∧ ψ
2 brab2d.2 ⊢ φ ∧ x = A ∧ y = B → ψ ↔ χ
3 df-br ⊢ A R B ↔ A B ∈ R
4 1 eleq2d ⊢ φ → A B ∈ R ↔ A B ∈ x y | x ∈ U ∧ y ∈ V ∧ ψ
5 3 4 bitrid ⊢ φ → A R B ↔ A B ∈ x y | x ∈ U ∧ y ∈ V ∧ ψ
6 elopab ⊢ A B ∈ x y | x ∈ U ∧ y ∈ V ∧ ψ ↔ ∃ x ∃ y A B = x y ∧ x ∈ U ∧ y ∈ V ∧ ψ
7 5 6 bitrdi ⊢ φ → A R B ↔ ∃ x ∃ y A B = x y ∧ x ∈ U ∧ y ∈ V ∧ ψ
8 eqcom ⊢ x y = A B ↔ A B = x y
9 vex ⊢ x ∈ V
10 vex ⊢ y ∈ V
11 9 10 opth ⊢ x y = A B ↔ x = A ∧ y = B
12 8 11 sylbb1 ⊢ A B = x y → x = A ∧ y = B
13 eleq1 ⊢ x = A → x ∈ U ↔ A ∈ U
14 eleq1 ⊢ y = B → y ∈ V ↔ B ∈ V
15 13 14 bi2anan9 ⊢ x = A ∧ y = B → x ∈ U ∧ y ∈ V ↔ A ∈ U ∧ B ∈ V
16 15 biimpa ⊢ x = A ∧ y = B ∧ x ∈ U ∧ y ∈ V → A ∈ U ∧ B ∈ V
17 12 16 sylan ⊢ A B = x y ∧ x ∈ U ∧ y ∈ V → A ∈ U ∧ B ∈ V
18 17 adantl ⊢ φ ∧ A B = x y ∧ x ∈ U ∧ y ∈ V → A ∈ U ∧ B ∈ V
19 18 adantrrr ⊢ φ ∧ A B = x y ∧ x ∈ U ∧ y ∈ V ∧ ψ → A ∈ U ∧ B ∈ V
20 19 ex ⊢ φ → A B = x y ∧ x ∈ U ∧ y ∈ V ∧ ψ → A ∈ U ∧ B ∈ V
21 20 exlimdvv ⊢ φ → ∃ x ∃ y A B = x y ∧ x ∈ U ∧ y ∈ V ∧ ψ → A ∈ U ∧ B ∈ V
22 21 imp ⊢ φ ∧ ∃ x ∃ y A B = x y ∧ x ∈ U ∧ y ∈ V ∧ ψ → A ∈ U ∧ B ∈ V
23 simprl ⊢ φ ∧ A ∈ U ∧ B ∈ V ∧ χ → A ∈ U ∧ B ∈ V
24 simprl ⊢ φ ∧ A ∈ U ∧ B ∈ V → A ∈ U
25 simprr ⊢ φ ∧ A ∈ U ∧ B ∈ V → B ∈ V
26 15 adantl ⊢ φ ∧ x = A ∧ y = B → x ∈ U ∧ y ∈ V ↔ A ∈ U ∧ B ∈ V
27 26 2 anbi12d ⊢ φ ∧ x = A ∧ y = B → x ∈ U ∧ y ∈ V ∧ ψ ↔ A ∈ U ∧ B ∈ V ∧ χ
28 27 adantlr ⊢ φ ∧ A ∈ U ∧ B ∈ V ∧ x = A ∧ y = B → x ∈ U ∧ y ∈ V ∧ ψ ↔ A ∈ U ∧ B ∈ V ∧ χ
29 24 25 28 copsex2dv ⊢ φ ∧ A ∈ U ∧ B ∈ V → ∃ x ∃ y A B = x y ∧ x ∈ U ∧ y ∈ V ∧ ψ ↔ A ∈ U ∧ B ∈ V ∧ χ
30 22 23 29 bibiad ⊢ φ → ∃ x ∃ y A B = x y ∧ x ∈ U ∧ y ∈ V ∧ ψ ↔ A ∈ U ∧ B ∈ V ∧ χ
31 7 30 bitrd ⊢ φ → A R B ↔ A ∈ U ∧ B ∈ V ∧ χ