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Theorem xpcogend

Description: The most interesting case of the composition of two Cartesian products. (Contributed by RP, 24-Dec-2019)

Ref Expression
Hypothesis xpcogend.1 ⊢ φ → B ∩ C ≠ ∅
Assertion xpcogend ⊢ φ → C × D ∘ A × B = A × D

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 xpcogend.1 ⊢ φ → B ∩ C ≠ ∅
2 brxp ⊢ x A × B y ↔ x ∈ A ∧ y ∈ B
3 brxp ⊢ y C × D z ↔ y ∈ C ∧ z ∈ D
4 3 biancomi ⊢ y C × D z ↔ z ∈ D ∧ y ∈ C
5 2 4 anbi12i ⊢ x A × B y ∧ y C × D z ↔ x ∈ A ∧ y ∈ B ∧ z ∈ D ∧ y ∈ C
6 5 exbii ⊢ ∃ y x A × B y ∧ y C × D z ↔ ∃ y x ∈ A ∧ y ∈ B ∧ z ∈ D ∧ y ∈ C
7 an4 ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ B ∧ z ∈ D ∧ y ∈ C ↔ x ∈ A ∧ z ∈ D ∧ y ∈ B ∧ y ∈ C
8 7 exbii ⊢ ∃ y x ∈ A ∧ y ∈ B ∧ z ∈ D ∧ y ∈ C ↔ ∃ y x ∈ A ∧ z ∈ D ∧ y ∈ B ∧ y ∈ C
9 19.42v ⊢ ∃ y x ∈ A ∧ z ∈ D ∧ y ∈ B ∧ y ∈ C ↔ x ∈ A ∧ z ∈ D ∧ ∃ y y ∈ B ∧ y ∈ C
10 6 8 9 3bitri ⊢ ∃ y x A × B y ∧ y C × D z ↔ x ∈ A ∧ z ∈ D ∧ ∃ y y ∈ B ∧ y ∈ C
11 ndisj ⊢ B ∩ C ≠ ∅ ↔ ∃ y y ∈ B ∧ y ∈ C
12 1 11 sylib ⊢ φ → ∃ y y ∈ B ∧ y ∈ C
13 12 biantrud ⊢ φ → x ∈ A ∧ z ∈ D ↔ x ∈ A ∧ z ∈ D ∧ ∃ y y ∈ B ∧ y ∈ C
14 10 13 bitr4id ⊢ φ → ∃ y x A × B y ∧ y C × D z ↔ x ∈ A ∧ z ∈ D
15 14 opabbidv ⊢ φ → x z | ∃ y x A × B y ∧ y C × D z = x z | x ∈ A ∧ z ∈ D
16 df-co ⊢ C × D ∘ A × B = x z | ∃ y x A × B y ∧ y C × D z
17 df-xp ⊢ A × D = x z | x ∈ A ∧ z ∈ D
18 15 16 17 3eqtr4g ⊢ φ → C × D ∘ A × B = A × D