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Theorem ssrel

Description: A subclass relationship depends only on a relation's ordered pairs. Theorem 3.2(i) of Monk1 p. 33. (Contributed by NM, 2-Aug-1994) (Proof shortened by Andrew Salmon, 27-Aug-2011) Remove dependency on ax-sep , ax-nul , ax-pr . (Revised by KP, 25-Oct-2021) Remove dependency on ax-12 . (Revised by SN, 11-Dec-2024)

Ref Expression
Assertion ssrel ⊢ Rel ⁡ A → A ⊆ B ↔ ∀ x ∀ y x y ∈ A → x y ∈ B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ssel ⊢ A ⊆ B → x y ∈ A → x y ∈ B
2 1 alrimivv ⊢ A ⊆ B → ∀ x ∀ y x y ∈ A → x y ∈ B
3 df-rel ⊢ Rel ⁡ A ↔ A ⊆ V × V
4 df-ss ⊢ A ⊆ V × V ↔ ∀ z z ∈ A → z ∈ V × V
5 3 4 sylbb ⊢ Rel ⁡ A → ∀ z z ∈ A → z ∈ V × V
6 elopabw ⊢ z ∈ V → z ∈ x y | x ∈ V ∧ y ∈ V ↔ ∃ x ∃ y z = x y ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V
7 6 elv ⊢ z ∈ x y | x ∈ V ∧ y ∈ V ↔ ∃ x ∃ y z = x y ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V
8 simpl ⊢ z = x y ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V → z = x y
9 8 2eximi ⊢ ∃ x ∃ y z = x y ∧ x ∈ V ∧ y ∈ V → ∃ x ∃ y z = x y
10 7 9 sylbi ⊢ z ∈ x y | x ∈ V ∧ y ∈ V → ∃ x ∃ y z = x y
11 df-xp ⊢ V × V = x y | x ∈ V ∧ y ∈ V
12 10 11 eleq2s ⊢ z ∈ V × V → ∃ x ∃ y z = x y
13 12 imim2i ⊢ z ∈ A → z ∈ V × V → z ∈ A → ∃ x ∃ y z = x y
14 5 13 sylg ⊢ Rel ⁡ A → ∀ z z ∈ A → ∃ x ∃ y z = x y
15 eleq1 ⊢ z = x y → z ∈ A ↔ x y ∈ A
16 eleq1 ⊢ z = x y → z ∈ B ↔ x y ∈ B
17 15 16 imbi12d ⊢ z = x y → z ∈ A → z ∈ B ↔ x y ∈ A → x y ∈ B
18 17 biimprcd ⊢ x y ∈ A → x y ∈ B → z = x y → z ∈ A → z ∈ B
19 18 2alimi ⊢ ∀ x ∀ y x y ∈ A → x y ∈ B → ∀ x ∀ y z = x y → z ∈ A → z ∈ B
20 19.23vv ⊢ ∀ x ∀ y z = x y → z ∈ A → z ∈ B ↔ ∃ x ∃ y z = x y → z ∈ A → z ∈ B
21 19 20 sylib ⊢ ∀ x ∀ y x y ∈ A → x y ∈ B → ∃ x ∃ y z = x y → z ∈ A → z ∈ B
22 21 com23 ⊢ ∀ x ∀ y x y ∈ A → x y ∈ B → z ∈ A → ∃ x ∃ y z = x y → z ∈ B
23 22 a2d ⊢ ∀ x ∀ y x y ∈ A → x y ∈ B → z ∈ A → ∃ x ∃ y z = x y → z ∈ A → z ∈ B
24 23 alimdv ⊢ ∀ x ∀ y x y ∈ A → x y ∈ B → ∀ z z ∈ A → ∃ x ∃ y z = x y → ∀ z z ∈ A → z ∈ B
25 14 24 syl5 ⊢ ∀ x ∀ y x y ∈ A → x y ∈ B → Rel ⁡ A → ∀ z z ∈ A → z ∈ B
26 df-ss ⊢ A ⊆ B ↔ ∀ z z ∈ A → z ∈ B
27 25 26 imbitrrdi ⊢ ∀ x ∀ y x y ∈ A → x y ∈ B → Rel ⁡ A → A ⊆ B
28 27 com12 ⊢ Rel ⁡ A → ∀ x ∀ y x y ∈ A → x y ∈ B → A ⊆ B
29 2 28 impbid2 ⊢ Rel ⁡ A → A ⊆ B ↔ ∀ x ∀ y x y ∈ A → x y ∈ B