Metamath Proof Explorer


Theorem caoftrn

Description: Transfer a transitivity law to the function relation. (Contributed by Mario Carneiro, 28-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
caoftrn.5 ⊢ φ ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S → x R y ∧ y T z → x U z
Assertion caoftrn ⊢ φ → F R f G ∧ G T f H → F U 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 caoftrn.5 ⊢ φ ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S → x R y ∧ y T z → x U z
6 5 ralrimivvva ⊢ φ → ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S ∀ z ∈ S x R y ∧ y T z → x U z
7 6 adantr ⊢ φ ∧ w ∈ A → ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S ∀ z ∈ S x R y ∧ y T z → x U 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 breq1 ⊢ x = F ⁡ w → x R y ↔ F ⁡ w R y
12 11 anbi1d ⊢ x = F ⁡ w → x R y ∧ y T z ↔ F ⁡ w R y ∧ y T z
13 breq1 ⊢ x = F ⁡ w → x U z ↔ F ⁡ w U z
14 12 13 imbi12d ⊢ x = F ⁡ w → x R y ∧ y T z → x U z ↔ F ⁡ w R y ∧ y T z → F ⁡ w U z
15 breq2 ⊢ y = G ⁡ w → F ⁡ w R y ↔ F ⁡ w R G ⁡ w
16 breq1 ⊢ y = G ⁡ w → y T z ↔ G ⁡ w T z
17 15 16 anbi12d ⊢ y = G ⁡ w → F ⁡ w R y ∧ y T z ↔ F ⁡ w R G ⁡ w ∧ G ⁡ w T z
18 17 imbi1d ⊢ y = G ⁡ w → F ⁡ w R y ∧ y T z → F ⁡ w U z ↔ F ⁡ w R G ⁡ w ∧ G ⁡ w T z → F ⁡ w U z
19 breq2 ⊢ z = H ⁡ w → G ⁡ w T z ↔ G ⁡ w T H ⁡ w
20 19 anbi2d ⊢ z = H ⁡ w → F ⁡ w R G ⁡ w ∧ G ⁡ w T z ↔ F ⁡ w R G ⁡ w ∧ G ⁡ w T H ⁡ w
21 breq2 ⊢ z = H ⁡ w → F ⁡ w U z ↔ F ⁡ w U H ⁡ w
22 20 21 imbi12d ⊢ z = H ⁡ w → F ⁡ w R G ⁡ w ∧ G ⁡ w T z → F ⁡ w U z ↔ F ⁡ w R G ⁡ w ∧ G ⁡ w T H ⁡ w → F ⁡ w U H ⁡ w
23 14 18 22 rspc3v ⊢ F ⁡ w ∈ S ∧ G ⁡ w ∈ S ∧ H ⁡ w ∈ S → ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S ∀ z ∈ S x R y ∧ y T z → x U z → F ⁡ w R G ⁡ w ∧ G ⁡ w T H ⁡ w → F ⁡ w U H ⁡ w
24 8 9 10 23 syl3anc ⊢ φ ∧ w ∈ A → ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S ∀ z ∈ S x R y ∧ y T z → x U z → F ⁡ w R G ⁡ w ∧ G ⁡ w T H ⁡ w → F ⁡ w U H ⁡ w
25 7 24 mpd ⊢ φ ∧ w ∈ A → F ⁡ w R G ⁡ w ∧ G ⁡ w T H ⁡ w → F ⁡ w U H ⁡ w
26 25 ralimdva ⊢ φ → ∀ w ∈ A F ⁡ w R G ⁡ w ∧ G ⁡ w T H ⁡ w → ∀ w ∈ A F ⁡ w U H ⁡ w
27 2 ffnd ⊢ φ → F Fn A
28 3 ffnd ⊢ φ → G Fn A
29 inidm ⊢ A ∩ A = A
30 eqidd ⊢ φ ∧ w ∈ A → F ⁡ w = F ⁡ w
31 eqidd ⊢ φ ∧ w ∈ A → G ⁡ w = G ⁡ w
32 27 28 1 1 29 30 31 ofrfval ⊢ φ → F R f G ↔ ∀ w ∈ A F ⁡ w R G ⁡ w
33 4 ffnd ⊢ φ → H Fn A
34 eqidd ⊢ φ ∧ w ∈ A → H ⁡ w = H ⁡ w
35 28 33 1 1 29 31 34 ofrfval ⊢ φ → G T f H ↔ ∀ w ∈ A G ⁡ w T H ⁡ w
36 32 35 anbi12d ⊢ φ → F R f G ∧ G T f H ↔ ∀ w ∈ A F ⁡ w R G ⁡ w ∧ ∀ w ∈ A G ⁡ w T H ⁡ w
37 r19.26 ⊢ ∀ w ∈ A F ⁡ w R G ⁡ w ∧ G ⁡ w T H ⁡ w ↔ ∀ w ∈ A F ⁡ w R G ⁡ w ∧ ∀ w ∈ A G ⁡ w T H ⁡ w
38 36 37 bitr4di ⊢ φ → F R f G ∧ G T f H ↔ ∀ w ∈ A F ⁡ w R G ⁡ w ∧ G ⁡ w T H ⁡ w
39 27 33 1 1 29 30 34 ofrfval ⊢ φ → F U f H ↔ ∀ w ∈ A F ⁡ w U H ⁡ w
40 26 38 39 3imtr4d ⊢ φ → F R f G ∧ G T f H → F U f H