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Theorem cocanss2

Description: Cancellation law for composition. Suggested by BJ. (Contributed by Eric Schmidt, 30-Sep-2026)

Ref Expression
Hypotheses cocan2g.1 ⊢ φ → Fun ⁡ F
cocan2g.2 ⊢ φ → Rel ⁡ H
cocan2g.3 ⊢ φ → dom ⁡ H ⊆ ran ⁡ F
Assertion cocanss2 ⊢ φ → H ∘ F ⊆ K ∘ F ↔ H ⊆ K

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cocan2g.1 ⊢ φ → Fun ⁡ F
2 cocan2g.2 ⊢ φ → Rel ⁡ H
3 cocan2g.3 ⊢ φ → dom ⁡ H ⊆ ran ⁡ F
4 2 adantr ⊢ φ ∧ H ∘ F ⊆ K ∘ F → Rel ⁡ H
5 vex ⊢ y ∈ V
6 vex ⊢ z ∈ V
7 5 6 breldm ⊢ y H z → y ∈ dom ⁡ H
8 3 sseld ⊢ φ → y ∈ dom ⁡ H → y ∈ ran ⁡ F
9 7 8 syl5 ⊢ φ → y H z → y ∈ ran ⁡ F
10 5 elrn ⊢ y ∈ ran ⁡ F ↔ ∃ x x F y
11 9 10 imbitrdi ⊢ φ → y H z → ∃ x x F y
12 11 adantr ⊢ φ ∧ H ∘ F ⊆ K ∘ F → y H z → ∃ x x F y
13 19.8a ⊢ x F y ∧ y H z → ∃ y x F y ∧ y H z
14 vex ⊢ x ∈ V
15 14 6 brco ⊢ x H ∘ F z ↔ ∃ y x F y ∧ y H z
16 13 15 sylibr ⊢ x F y ∧ y H z → x H ∘ F z
17 ssbr ⊢ H ∘ F ⊆ K ∘ F → x H ∘ F z → x K ∘ F z
18 16 17 syl5 ⊢ H ∘ F ⊆ K ∘ F → x F y ∧ y H z → x K ∘ F z
19 14 6 brco ⊢ x K ∘ F z ↔ ∃ w x F w ∧ w K z
20 18 19 imbitrdi ⊢ H ∘ F ⊆ K ∘ F → x F y ∧ y H z → ∃ w x F w ∧ w K z
21 20 adantl ⊢ φ ∧ H ∘ F ⊆ K ∘ F → x F y ∧ y H z → ∃ w x F w ∧ w K z
22 vex ⊢ w ∈ V
23 14 5 22 fununiq ⊢ Fun ⁡ F → x F y ∧ x F w → y = w
24 23 imp ⊢ Fun ⁡ F ∧ x F y ∧ x F w → y = w
25 24 breq1d ⊢ Fun ⁡ F ∧ x F y ∧ x F w → y K z ↔ w K z
26 25 biimprd ⊢ Fun ⁡ F ∧ x F y ∧ x F w → w K z → y K z
27 26 expr ⊢ Fun ⁡ F ∧ x F y → x F w → w K z → y K z
28 27 impd ⊢ Fun ⁡ F ∧ x F y → x F w ∧ w K z → y K z
29 28 exlimdv ⊢ Fun ⁡ F ∧ x F y → ∃ w x F w ∧ w K z → y K z
30 1 29 sylan ⊢ φ ∧ x F y → ∃ w x F w ∧ w K z → y K z
31 30 ex ⊢ φ → x F y → ∃ w x F w ∧ w K z → y K z
32 31 adantr ⊢ φ ∧ H ∘ F ⊆ K ∘ F → x F y → ∃ w x F w ∧ w K z → y K z
33 32 adantrd ⊢ φ ∧ H ∘ F ⊆ K ∘ F → x F y ∧ y H z → ∃ w x F w ∧ w K z → y K z
34 21 33 mpdd ⊢ φ ∧ H ∘ F ⊆ K ∘ F → x F y ∧ y H z → y K z
35 34 expd ⊢ φ ∧ H ∘ F ⊆ K ∘ F → x F y → y H z → y K z
36 35 exlimdv ⊢ φ ∧ H ∘ F ⊆ K ∘ F → ∃ x x F y → y H z → y K z
37 36 com23 ⊢ φ ∧ H ∘ F ⊆ K ∘ F → y H z → ∃ x x F y → y K z
38 12 37 mpdd ⊢ φ ∧ H ∘ F ⊆ K ∘ F → y H z → y K z
39 df-br ⊢ y H z ↔ y z ∈ H
40 df-br ⊢ y K z ↔ y z ∈ K
41 38 39 40 3imtr3g ⊢ φ ∧ H ∘ F ⊆ K ∘ F → y z ∈ H → y z ∈ K
42 4 41 relssdv ⊢ φ ∧ H ∘ F ⊆ K ∘ F → H ⊆ K
43 42 ex ⊢ φ → H ∘ F ⊆ K ∘ F → H ⊆ K
44 coss1 ⊢ H ⊆ K → H ∘ F ⊆ K ∘ F
45 43 44 impbid1 ⊢ φ → H ∘ F ⊆ K ∘ F ↔ H ⊆ K