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Theorem trcoss2

Description: Equivalent expressions for the transitivity of cosets by R . (Contributed by Peter Mazsa, 4-Jul-2020) (Revised by Peter Mazsa, 16-Oct-2021)

Ref Expression
Assertion trcoss2 ⊢ ∀ x ∀ y ∀ z x ≀ R y ∧ y ≀ R z → x ≀ R z ↔ ∀ x ∀ z x ≀ R ∩ z ≀ R ≠ ∅ → x R -1 ∩ z R -1 ≠ ∅

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 alcom ⊢ ∀ y ∀ z x ≀ R y ∧ y ≀ R z → x ≀ R z ↔ ∀ z ∀ y x ≀ R y ∧ y ≀ R z → x ≀ R z
2 1 albii ⊢ ∀ x ∀ y ∀ z x ≀ R y ∧ y ≀ R z → x ≀ R z ↔ ∀ x ∀ z ∀ y x ≀ R y ∧ y ≀ R z → x ≀ R z
3 19.23v ⊢ ∀ y y ∈ x ≀ R ∩ z ≀ R → x R -1 ∩ z R -1 ≠ ∅ ↔ ∃ y y ∈ x ≀ R ∩ z ≀ R → x R -1 ∩ z R -1 ≠ ∅
4 eleccossin ⊢ y ∈ V ∧ z ∈ V → y ∈ x ≀ R ∩ z ≀ R ↔ x ≀ R y ∧ y ≀ R z
5 4 el2v ⊢ y ∈ x ≀ R ∩ z ≀ R ↔ x ≀ R y ∧ y ≀ R z
6 5 bicomi ⊢ x ≀ R y ∧ y ≀ R z ↔ y ∈ x ≀ R ∩ z ≀ R
7 brcoss3 ⊢ x ∈ V ∧ z ∈ V → x ≀ R z ↔ x R -1 ∩ z R -1 ≠ ∅
8 7 el2v ⊢ x ≀ R z ↔ x R -1 ∩ z R -1 ≠ ∅
9 6 8 imbi12i ⊢ x ≀ R y ∧ y ≀ R z → x ≀ R z ↔ y ∈ x ≀ R ∩ z ≀ R → x R -1 ∩ z R -1 ≠ ∅
10 9 albii ⊢ ∀ y x ≀ R y ∧ y ≀ R z → x ≀ R z ↔ ∀ y y ∈ x ≀ R ∩ z ≀ R → x R -1 ∩ z R -1 ≠ ∅
11 n0 ⊢ x ≀ R ∩ z ≀ R ≠ ∅ ↔ ∃ y y ∈ x ≀ R ∩ z ≀ R
12 11 imbi1i ⊢ x ≀ R ∩ z ≀ R ≠ ∅ → x R -1 ∩ z R -1 ≠ ∅ ↔ ∃ y y ∈ x ≀ R ∩ z ≀ R → x R -1 ∩ z R -1 ≠ ∅
13 3 10 12 3bitr4i ⊢ ∀ y x ≀ R y ∧ y ≀ R z → x ≀ R z ↔ x ≀ R ∩ z ≀ R ≠ ∅ → x R -1 ∩ z R -1 ≠ ∅
14 13 2albii ⊢ ∀ x ∀ z ∀ y x ≀ R y ∧ y ≀ R z → x ≀ R z ↔ ∀ x ∀ z x ≀ R ∩ z ≀ R ≠ ∅ → x R -1 ∩ z R -1 ≠ ∅
15 2 14 bitri ⊢ ∀ x ∀ y ∀ z x ≀ R y ∧ y ≀ R z → x ≀ R z ↔ ∀ x ∀ z x ≀ R ∩ z ≀ R ≠ ∅ → x R -1 ∩ z R -1 ≠ ∅