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Theorem inxp

Description: Intersection of two Cartesian products. Exercise 9 of TakeutiZaring p. 25. (Contributed by NM, 3-Aug-1994) (Proof shortened by Andrew Salmon, 27-Aug-2011) Avoid ax-10 , ax-12 . (Revised by SN, 5-May-2025)

Ref Expression
Assertion inxp ⊢ A × B ∩ C × D = A ∩ C × B ∩ D

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 relinxp ⊢ Rel ⁡ A × B ∩ C × D
2 relxp ⊢ Rel ⁡ A ∩ C × B ∩ D
3 an4 ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ B ∧ x ∈ C ∧ y ∈ D ↔ x ∈ A ∧ x ∈ C ∧ y ∈ B ∧ y ∈ D
4 opelxp ⊢ x y ∈ A × B ↔ x ∈ A ∧ y ∈ B
5 opelxp ⊢ x y ∈ C × D ↔ x ∈ C ∧ y ∈ D
6 4 5 anbi12i ⊢ x y ∈ A × B ∧ x y ∈ C × D ↔ x ∈ A ∧ y ∈ B ∧ x ∈ C ∧ y ∈ D
7 elin ⊢ x ∈ A ∩ C ↔ x ∈ A ∧ x ∈ C
8 elin ⊢ y ∈ B ∩ D ↔ y ∈ B ∧ y ∈ D
9 7 8 anbi12i ⊢ x ∈ A ∩ C ∧ y ∈ B ∩ D ↔ x ∈ A ∧ x ∈ C ∧ y ∈ B ∧ y ∈ D
10 3 6 9 3bitr4i ⊢ x y ∈ A × B ∧ x y ∈ C × D ↔ x ∈ A ∩ C ∧ y ∈ B ∩ D
11 elin ⊢ x y ∈ A × B ∩ C × D ↔ x y ∈ A × B ∧ x y ∈ C × D
12 opelxp ⊢ x y ∈ A ∩ C × B ∩ D ↔ x ∈ A ∩ C ∧ y ∈ B ∩ D
13 10 11 12 3bitr4i ⊢ x y ∈ A × B ∩ C × D ↔ x y ∈ A ∩ C × B ∩ D
14 1 2 13 eqrelriiv ⊢ A × B ∩ C × D = A ∩ C × B ∩ D