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Theorem qfto

Description: A quantifier-free way of expressing the total order predicate. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Nov-2013)

Ref Expression
Assertion qfto ⊢ A × B ⊆ R ∪ R -1 ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x R y ∨ y R x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 opelxp ⊢ x y ∈ A × B ↔ x ∈ A ∧ y ∈ B
2 brun ⊢ x R ∪ R -1 y ↔ x R y ∨ x R -1 y
3 df-br ⊢ x R ∪ R -1 y ↔ x y ∈ R ∪ R -1
4 vex ⊢ x ∈ V
5 vex ⊢ y ∈ V
6 4 5 brcnv ⊢ x R -1 y ↔ y R x
7 6 orbi2i ⊢ x R y ∨ x R -1 y ↔ x R y ∨ y R x
8 2 3 7 3bitr3i ⊢ x y ∈ R ∪ R -1 ↔ x R y ∨ y R x
9 1 8 imbi12i ⊢ x y ∈ A × B → x y ∈ R ∪ R -1 ↔ x ∈ A ∧ y ∈ B → x R y ∨ y R x
10 9 2albii ⊢ ∀ x ∀ y x y ∈ A × B → x y ∈ R ∪ R -1 ↔ ∀ x ∀ y x ∈ A ∧ y ∈ B → x R y ∨ y R x
11 relxp ⊢ Rel ⁡ A × B
12 ssrel ⊢ Rel ⁡ A × B → A × B ⊆ R ∪ R -1 ↔ ∀ x ∀ y x y ∈ A × B → x y ∈ R ∪ R -1
13 11 12 ax-mp ⊢ A × B ⊆ R ∪ R -1 ↔ ∀ x ∀ y x y ∈ A × B → x y ∈ R ∪ R -1
14 r2al ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x R y ∨ y R x ↔ ∀ x ∀ y x ∈ A ∧ y ∈ B → x R y ∨ y R x
15 10 13 14 3bitr4i ⊢ A × B ⊆ R ∪ R -1 ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x R y ∨ y R x