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Theorem caofass

Description: Transfer an associative law to the function operation. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Jul-2014)

Ref Expression
Hypotheses caofref.1 ⊢ φ → A ∈ V
caofref.2 ⊢ φ → F : A ⟶ S
caofcom.3 ⊢ φ → G : A ⟶ S
caofass.4 ⊢ φ → H : A ⟶ S
caofass.5 ⊢ φ ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S → x R y T z = x O y P z
Assertion caofass ⊢ φ → F R f G T f H = F O f G P f H

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 caofref.1 ⊢ φ → A ∈ V
2 caofref.2 ⊢ φ → F : A ⟶ S
3 caofcom.3 ⊢ φ → G : A ⟶ S
4 caofass.4 ⊢ φ → H : A ⟶ S
5 caofass.5 ⊢ φ ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S → x R y T z = x O y P z
6 5 ralrimivvva ⊢ φ → ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S ∀ z ∈ S x R y T z = x O y P z
7 6 adantr ⊢ φ ∧ w ∈ A → ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S ∀ z ∈ S x R y T z = x O y P z
8 2 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ w ∈ A → F ⁡ w ∈ S
9 3 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ w ∈ A → G ⁡ w ∈ S
10 4 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ w ∈ A → H ⁡ w ∈ S
11 oveq1 ⊢ x = F ⁡ w → x R y = F ⁡ w R y
12 11 oveq1d ⊢ x = F ⁡ w → x R y T z = F ⁡ w R y T z
13 oveq1 ⊢ x = F ⁡ w → x O y P z = F ⁡ w O y P z
14 12 13 eqeq12d ⊢ x = F ⁡ w → x R y T z = x O y P z ↔ F ⁡ w R y T z = F ⁡ w O y P z
15 oveq2 ⊢ y = G ⁡ w → F ⁡ w R y = F ⁡ w R G ⁡ w
16 15 oveq1d ⊢ y = G ⁡ w → F ⁡ w R y T z = F ⁡ w R G ⁡ w T z
17 oveq1 ⊢ y = G ⁡ w → y P z = G ⁡ w P z
18 17 oveq2d ⊢ y = G ⁡ w → F ⁡ w O y P z = F ⁡ w O G ⁡ w P z
19 16 18 eqeq12d ⊢ y = G ⁡ w → F ⁡ w R y T z = F ⁡ w O y P z ↔ F ⁡ w R G ⁡ w T z = F ⁡ w O G ⁡ w P z
20 oveq2 ⊢ z = H ⁡ w → F ⁡ w R G ⁡ w T z = F ⁡ w R G ⁡ w T H ⁡ w
21 oveq2 ⊢ z = H ⁡ w → G ⁡ w P z = G ⁡ w P H ⁡ w
22 21 oveq2d ⊢ z = H ⁡ w → F ⁡ w O G ⁡ w P z = F ⁡ w O G ⁡ w P H ⁡ w
23 20 22 eqeq12d ⊢ z = H ⁡ w → F ⁡ w R G ⁡ w T z = F ⁡ w O G ⁡ w P z ↔ F ⁡ w R G ⁡ w T H ⁡ w = F ⁡ w O G ⁡ w P H ⁡ w
24 14 19 23 rspc3v ⊢ F ⁡ w ∈ S ∧ G ⁡ w ∈ S ∧ H ⁡ w ∈ S → ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S ∀ z ∈ S x R y T z = x O y P z → F ⁡ w R G ⁡ w T H ⁡ w = F ⁡ w O G ⁡ w P H ⁡ w
25 8 9 10 24 syl3anc ⊢ φ ∧ w ∈ A → ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S ∀ z ∈ S x R y T z = x O y P z → F ⁡ w R G ⁡ w T H ⁡ w = F ⁡ w O G ⁡ w P H ⁡ w
26 7 25 mpd ⊢ φ ∧ w ∈ A → F ⁡ w R G ⁡ w T H ⁡ w = F ⁡ w O G ⁡ w P H ⁡ w
27 26 mpteq2dva ⊢ φ → w ∈ A ⟼ F ⁡ w R G ⁡ w T H ⁡ w = w ∈ A ⟼ F ⁡ w O G ⁡ w P H ⁡ w
28 ovexd ⊢ φ ∧ w ∈ A → F ⁡ w R G ⁡ w ∈ V
29 2 feqmptd ⊢ φ → F = w ∈ A ⟼ F ⁡ w
30 3 feqmptd ⊢ φ → G = w ∈ A ⟼ G ⁡ w
31 1 8 9 29 30 offval2 ⊢ φ → F R f G = w ∈ A ⟼ F ⁡ w R G ⁡ w
32 4 feqmptd ⊢ φ → H = w ∈ A ⟼ H ⁡ w
33 1 28 10 31 32 offval2 ⊢ φ → F R f G T f H = w ∈ A ⟼ F ⁡ w R G ⁡ w T H ⁡ w
34 ovexd ⊢ φ ∧ w ∈ A → G ⁡ w P H ⁡ w ∈ V
35 1 9 10 30 32 offval2 ⊢ φ → G P f H = w ∈ A ⟼ G ⁡ w P H ⁡ w
36 1 8 34 29 35 offval2 ⊢ φ → F O f G P f H = w ∈ A ⟼ F ⁡ w O G ⁡ w P H ⁡ w
37 27 33 36 3eqtr4d ⊢ φ → F R f G T f H = F O f G P f H