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Theorem inxpxrn

Description: Two ways to express the intersection of a range Cartesian product with a Cartesian product. (Contributed by Peter Mazsa, 10-Apr-2020)

Ref Expression
Assertion inxpxrn ⊢ R ∩ A × B ⋉ S ∩ A × C = R ⋉ S ∩ A × B × C

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 xrnrel ⊢ Rel ⁡ R ∩ A × B ⋉ S ∩ A × C
2 relinxp ⊢ Rel ⁡ R ⋉ S ∩ A × B × C
3 brxrn2 ⊢ u ∈ V → u R ⋉ S x ↔ ∃ y ∃ z x = y z ∧ u R y ∧ u S z
4 3 elv ⊢ u R ⋉ S x ↔ ∃ y ∃ z x = y z ∧ u R y ∧ u S z
5 4 anbi2i ⊢ u ∈ A ∧ u R ⋉ S x ↔ u ∈ A ∧ ∃ y ∃ z x = y z ∧ u R y ∧ u S z
6 5 anbi2i ⊢ x ∈ B × C ∧ u ∈ A ∧ u R ⋉ S x ↔ x ∈ B × C ∧ u ∈ A ∧ ∃ y ∃ z x = y z ∧ u R y ∧ u S z
7 xrninxp2 ⊢ R ⋉ S ∩ A × B × C = u x | x ∈ B × C ∧ u ∈ A ∧ u R ⋉ S x
8 7 brabidgaw ⊢ u R ⋉ S ∩ A × B × C x ↔ x ∈ B × C ∧ u ∈ A ∧ u R ⋉ S x
9 brxrn2 ⊢ u ∈ V → u R ∩ A × B ⋉ S ∩ A × C x ↔ ∃ y ∃ z x = y z ∧ u R ∩ A × B y ∧ u S ∩ A × C z
10 9 elv ⊢ u R ∩ A × B ⋉ S ∩ A × C x ↔ ∃ y ∃ z x = y z ∧ u R ∩ A × B y ∧ u S ∩ A × C z
11 3anass ⊢ x = y z ∧ u R ∩ A × B y ∧ u S ∩ A × C z ↔ x = y z ∧ u R ∩ A × B y ∧ u S ∩ A × C z
12 11 2exbii ⊢ ∃ y ∃ z x = y z ∧ u R ∩ A × B y ∧ u S ∩ A × C z ↔ ∃ y ∃ z x = y z ∧ u R ∩ A × B y ∧ u S ∩ A × C z
13 brinxp2 ⊢ u R ∩ A × B y ↔ u ∈ A ∧ y ∈ B ∧ u R y
14 brinxp2 ⊢ u S ∩ A × C z ↔ u ∈ A ∧ z ∈ C ∧ u S z
15 13 14 anbi12i ⊢ u R ∩ A × B y ∧ u S ∩ A × C z ↔ u ∈ A ∧ y ∈ B ∧ u R y ∧ u ∈ A ∧ z ∈ C ∧ u S z
16 anan ⊢ u ∈ A ∧ y ∈ B ∧ u R y ∧ u ∈ A ∧ z ∈ C ∧ u S z ↔ y ∈ B ∧ z ∈ C ∧ u ∈ A ∧ u R y ∧ u S z
17 15 16 bitri ⊢ u R ∩ A × B y ∧ u S ∩ A × C z ↔ y ∈ B ∧ z ∈ C ∧ u ∈ A ∧ u R y ∧ u S z
18 17 anbi2i ⊢ x = y z ∧ u R ∩ A × B y ∧ u S ∩ A × C z ↔ x = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ C ∧ u ∈ A ∧ u R y ∧ u S z
19 anass ⊢ x = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ C ∧ u ∈ A ∧ u R y ∧ u S z ↔ x = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ C ∧ u ∈ A ∧ u R y ∧ u S z
20 eqelb ⊢ x = y z ∧ x ∈ B × C ↔ x = y z ∧ y z ∈ B × C
21 opelxp ⊢ y z ∈ B × C ↔ y ∈ B ∧ z ∈ C
22 21 anbi2i ⊢ x = y z ∧ y z ∈ B × C ↔ x = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ C
23 20 22 bitr2i ⊢ x = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ C ↔ x = y z ∧ x ∈ B × C
24 23 anbi1i ⊢ x = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ C ∧ u ∈ A ∧ u R y ∧ u S z ↔ x = y z ∧ x ∈ B × C ∧ u ∈ A ∧ u R y ∧ u S z
25 18 19 24 3bitr2i ⊢ x = y z ∧ u R ∩ A × B y ∧ u S ∩ A × C z ↔ x = y z ∧ x ∈ B × C ∧ u ∈ A ∧ u R y ∧ u S z
26 ancom ⊢ x = y z ∧ x ∈ B × C ↔ x ∈ B × C ∧ x = y z
27 26 anbi1i ⊢ x = y z ∧ x ∈ B × C ∧ u ∈ A ∧ u R y ∧ u S z ↔ x ∈ B × C ∧ x = y z ∧ u ∈ A ∧ u R y ∧ u S z
28 anass ⊢ x ∈ B × C ∧ x = y z ∧ u ∈ A ∧ u R y ∧ u S z ↔ x ∈ B × C ∧ x = y z ∧ u ∈ A ∧ u R y ∧ u S z
29 25 27 28 3bitri ⊢ x = y z ∧ u R ∩ A × B y ∧ u S ∩ A × C z ↔ x ∈ B × C ∧ x = y z ∧ u ∈ A ∧ u R y ∧ u S z
30 an12 ⊢ x = y z ∧ u ∈ A ∧ u R y ∧ u S z ↔ u ∈ A ∧ x = y z ∧ u R y ∧ u S z
31 3anass ⊢ x = y z ∧ u R y ∧ u S z ↔ x = y z ∧ u R y ∧ u S z
32 31 anbi2i ⊢ u ∈ A ∧ x = y z ∧ u R y ∧ u S z ↔ u ∈ A ∧ x = y z ∧ u R y ∧ u S z
33 30 32 bitr4i ⊢ x = y z ∧ u ∈ A ∧ u R y ∧ u S z ↔ u ∈ A ∧ x = y z ∧ u R y ∧ u S z
34 33 anbi2i ⊢ x ∈ B × C ∧ x = y z ∧ u ∈ A ∧ u R y ∧ u S z ↔ x ∈ B × C ∧ u ∈ A ∧ x = y z ∧ u R y ∧ u S z
35 29 34 bitri ⊢ x = y z ∧ u R ∩ A × B y ∧ u S ∩ A × C z ↔ x ∈ B × C ∧ u ∈ A ∧ x = y z ∧ u R y ∧ u S z
36 35 2exbii ⊢ ∃ y ∃ z x = y z ∧ u R ∩ A × B y ∧ u S ∩ A × C z ↔ ∃ y ∃ z x ∈ B × C ∧ u ∈ A ∧ x = y z ∧ u R y ∧ u S z
37 19.42vv ⊢ ∃ y ∃ z x ∈ B × C ∧ u ∈ A ∧ x = y z ∧ u R y ∧ u S z ↔ x ∈ B × C ∧ ∃ y ∃ z u ∈ A ∧ x = y z ∧ u R y ∧ u S z
38 19.42vv ⊢ ∃ y ∃ z u ∈ A ∧ x = y z ∧ u R y ∧ u S z ↔ u ∈ A ∧ ∃ y ∃ z x = y z ∧ u R y ∧ u S z
39 38 anbi2i ⊢ x ∈ B × C ∧ ∃ y ∃ z u ∈ A ∧ x = y z ∧ u R y ∧ u S z ↔ x ∈ B × C ∧ u ∈ A ∧ ∃ y ∃ z x = y z ∧ u R y ∧ u S z
40 36 37 39 3bitri ⊢ ∃ y ∃ z x = y z ∧ u R ∩ A × B y ∧ u S ∩ A × C z ↔ x ∈ B × C ∧ u ∈ A ∧ ∃ y ∃ z x = y z ∧ u R y ∧ u S z
41 10 12 40 3bitri ⊢ u R ∩ A × B ⋉ S ∩ A × C x ↔ x ∈ B × C ∧ u ∈ A ∧ ∃ y ∃ z x = y z ∧ u R y ∧ u S z
42 6 8 41 3bitr4ri ⊢ u R ∩ A × B ⋉ S ∩ A × C x ↔ u R ⋉ S ∩ A × B × C x
43 1 2 42 eqbrriv ⊢ R ∩ A × B ⋉ S ∩ A × C = R ⋉ S ∩ A × B × C