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Theorem codir

Description: Two ways of saying a relation is directed. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Nov-2013)

Ref Expression
Assertion codir ⊢ A × B ⊆ R -1 ∘ R ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B ∃ z x R z ∧ y R z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 opelxp ⊢ x y ∈ A × B ↔ x ∈ A ∧ y ∈ B
2 df-br ⊢ x R -1 ∘ R y ↔ x y ∈ R -1 ∘ R
3 brcodir ⊢ x ∈ V ∧ y ∈ V → x R -1 ∘ R y ↔ ∃ z x R z ∧ y R z
4 3 el2v ⊢ x R -1 ∘ R y ↔ ∃ z x R z ∧ y R z
5 2 4 bitr3i ⊢ x y ∈ R -1 ∘ R ↔ ∃ z x R z ∧ y R z
6 1 5 imbi12i ⊢ x y ∈ A × B → x y ∈ R -1 ∘ R ↔ x ∈ A ∧ y ∈ B → ∃ z x R z ∧ y R z
7 6 2albii ⊢ ∀ x ∀ y x y ∈ A × B → x y ∈ R -1 ∘ R ↔ ∀ x ∀ y x ∈ A ∧ y ∈ B → ∃ z x R z ∧ y R z
8 relxp ⊢ Rel ⁡ A × B
9 ssrel ⊢ Rel ⁡ A × B → A × B ⊆ R -1 ∘ R ↔ ∀ x ∀ y x y ∈ A × B → x y ∈ R -1 ∘ R
10 8 9 ax-mp ⊢ A × B ⊆ R -1 ∘ R ↔ ∀ x ∀ y x y ∈ A × B → x y ∈ R -1 ∘ R
11 r2al ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B ∃ z x R z ∧ y R z ↔ ∀ x ∀ y x ∈ A ∧ y ∈ B → ∃ z x R z ∧ y R z
12 7 10 11 3bitr4i ⊢ A × B ⊆ R -1 ∘ R ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B ∃ z x R z ∧ y R z