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Theorem iunrelexpuztr

Description: The indexed union of relation exponentiation over upper integers is a transive relation. Generalized from rtrclreclem3 . (Contributed by RP, 4-Jun-2020)

Ref Expression
Hypothesis mptiunrelexp.def ⊢ 𝐶 = ( 𝑟 ∈ V ↦ ∪ 𝑛 ∈ 𝑁 ( 𝑟 ↑𝑟 𝑛 ) )
Assertion iunrelexpuztr ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) → ( ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) ∘ ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) ) ⊆ ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mptiunrelexp.def ⊢ 𝐶 = ( 𝑟 ∈ V ↦ ∪ 𝑛 ∈ 𝑁 ( 𝑟 ↑𝑟 𝑛 ) )
2 ovexd ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) → ( 𝑗 + 𝑖 ) ∈ V )
3 simprlr ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) ) → 𝑗 ∈ 𝑁 )
4 simpll2 ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) ) → 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) )
5 3 4 eleqtrd ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) ) → 𝑗 ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) )
6 simpll3 ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) ) → 𝑀 ∈ ℕ0 )
7 simprll ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) ) → 𝑖 ∈ 𝑁 )
8 7 4 eleqtrd ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) ) → 𝑖 ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) )
9 eluznn0 ⊢ ( ( 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑖 ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ) → 𝑖 ∈ ℕ0 )
10 6 8 9 syl2anc ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) ) → 𝑖 ∈ ℕ0 )
11 uzaddcl ⊢ ( ( 𝑗 ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑖 ∈ ℕ0 ) → ( 𝑗 + 𝑖 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) )
12 5 10 11 syl2anc ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) ) → ( 𝑗 + 𝑖 ) ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) )
13 simplr ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) ) → 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) )
14 12 13 4 3eltr4d ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) ) → 𝑛 ∈ 𝑁 )
15 vex ⊢ 𝑥 ∈ V
16 vex ⊢ 𝑧 ∈ V
17 vex ⊢ 𝑦 ∈ V
18 brcogw ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ V ∧ 𝑧 ∈ V ∧ 𝑦 ∈ V ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) → 𝑥 ( ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) ∘ ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) ) 𝑧 )
19 18 ex ⊢ ( ( 𝑥 ∈ V ∧ 𝑧 ∈ V ∧ 𝑦 ∈ V ) → ( ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) → 𝑥 ( ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) ∘ ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) ) 𝑧 ) )
20 15 16 17 19 mp3an ⊢ ( ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) → 𝑥 ( ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) ∘ ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) ) 𝑧 )
21 simpll3 ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ) → 𝑀 ∈ ℕ0 )
22 simprr ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ) → 𝑗 ∈ 𝑁 )
23 simpll2 ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ) → 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) )
24 22 23 eleqtrd ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ) → 𝑗 ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) )
25 eluznn0 ⊢ ( ( 𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑗 ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ) → 𝑗 ∈ ℕ0 )
26 21 24 25 syl2anc ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ) → 𝑗 ∈ ℕ0 )
27 simprl ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ) → 𝑖 ∈ 𝑁 )
28 27 23 eleqtrd ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ) → 𝑖 ∈ ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) )
29 21 28 9 syl2anc ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ) → 𝑖 ∈ ℕ0 )
30 simpll1 ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ) → 𝑅 ∈ 𝑉 )
31 relexpaddss ⊢ ( ( 𝑗 ∈ ℕ0 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0 ∧ 𝑅 ∈ 𝑉 ) → ( ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) ∘ ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) ) ⊆ ( 𝑅 ↑𝑟 ( 𝑗 + 𝑖 ) ) )
32 26 29 30 31 syl3anc ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ) → ( ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) ∘ ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) ) ⊆ ( 𝑅 ↑𝑟 ( 𝑗 + 𝑖 ) ) )
33 simplr ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ) → 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) )
34 33 oveq2d ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ) → ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) = ( 𝑅 ↑𝑟 ( 𝑗 + 𝑖 ) ) )
35 32 34 sseqtrrd ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ) → ( ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) ∘ ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) ) ⊆ ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) )
36 35 ssbrd ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ) → ( 𝑥 ( ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) ∘ ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) ) 𝑧 → 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) )
37 20 36 syl5 ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ) → ( ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) → 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) )
38 37 impr ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) ) → 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 )
39 14 38 jca ⊢ ( ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) ∧ ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) ) → ( 𝑛 ∈ 𝑁 ∧ 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) )
40 39 ex ⊢ ( ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) ∧ 𝑛 = ( 𝑗 + 𝑖 ) ) → ( ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) → ( 𝑛 ∈ 𝑁 ∧ 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) ) )
41 2 40 spcimedv ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) → ( ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) → ∃ 𝑛 ( 𝑛 ∈ 𝑁 ∧ 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) ) )
42 41 exlimdvv ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) → ( ∃ 𝑖 ∃ 𝑗 ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) → ∃ 𝑛 ( 𝑛 ∈ 𝑁 ∧ 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) ) )
43 reeanv ⊢ ( ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ↔ ( ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) )
44 r2ex ⊢ ( ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ↔ ∃ 𝑖 ∃ 𝑗 ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) )
45 43 44 bitr3i ⊢ ( ( ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ↔ ∃ 𝑖 ∃ 𝑗 ( ( 𝑖 ∈ 𝑁 ∧ 𝑗 ∈ 𝑁 ) ∧ ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) )
46 df-rex ⊢ ( ∃ 𝑛 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ↔ ∃ 𝑛 ( 𝑛 ∈ 𝑁 ∧ 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) )
47 42 45 46 3imtr4g ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) → ( ( ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) → ∃ 𝑛 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) )
48 47 alrimiv ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) → ∀ 𝑧 ( ( ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) → ∃ 𝑛 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) )
49 48 alrimiv ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) → ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) → ∃ 𝑛 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) )
50 49 alrimiv ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) → ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) → ∃ 𝑛 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) )
51 cotr ⊢ ( ( ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) ∘ ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) ) ⊆ ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) ↔ ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( 𝑥 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑧 ) → 𝑥 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑧 ) )
52 1 briunov2uz ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ) → ( 𝑥 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑦 ↔ ∃ 𝑛 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑦 ) )
53 oveq2 ⊢ ( 𝑛 = 𝑖 → ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) = ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) )
54 53 breqd ⊢ ( 𝑛 = 𝑖 → ( 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑦 ↔ 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ) )
55 54 cbvrexvw ⊢ ( ∃ 𝑛 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑦 ↔ ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 )
56 52 55 bitrdi ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ) → ( 𝑥 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑦 ↔ ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ) )
57 1 briunov2uz ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ) → ( 𝑦 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑧 ↔ ∃ 𝑛 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) )
58 oveq2 ⊢ ( 𝑛 = 𝑗 → ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) = ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) )
59 58 breqd ⊢ ( 𝑛 = 𝑗 → ( 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ↔ 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) )
60 59 cbvrexvw ⊢ ( ∃ 𝑛 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ↔ ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 )
61 57 60 bitrdi ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ) → ( 𝑦 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑧 ↔ ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) )
62 56 61 anbi12d ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ) → ( ( 𝑥 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑧 ) ↔ ( ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) ) )
63 1 briunov2uz ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ) → ( 𝑥 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑧 ↔ ∃ 𝑛 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) )
64 62 63 imbi12d ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ) → ( ( ( 𝑥 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑧 ) → 𝑥 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑧 ) ↔ ( ( ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) → ∃ 𝑛 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) ) )
65 64 albidv ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ) → ( ∀ 𝑧 ( ( 𝑥 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑧 ) → 𝑥 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑧 ) ↔ ∀ 𝑧 ( ( ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) → ∃ 𝑛 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) ) )
66 65 albidv ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ) → ( ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( 𝑥 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑧 ) → 𝑥 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑧 ) ↔ ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) → ∃ 𝑛 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) ) )
67 66 albidv ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ) → ( ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( 𝑥 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑦 ∧ 𝑦 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑧 ) → 𝑥 ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) 𝑧 ) ↔ ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) → ∃ 𝑛 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) ) )
68 51 67 bitrid ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ) → ( ( ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) ∘ ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) ) ⊆ ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) ↔ ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) → ∃ 𝑛 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) ) )
69 68 biimprd ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ) → ( ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) → ∃ 𝑛 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) → ( ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) ∘ ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) ) ⊆ ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) ) )
70 69 3adant3 ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) → ( ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ∀ 𝑧 ( ( ∃ 𝑖 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑖 ) 𝑦 ∧ ∃ 𝑗 ∈ 𝑁 𝑦 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑗 ) 𝑧 ) → ∃ 𝑛 ∈ 𝑁 𝑥 ( 𝑅 ↑𝑟 𝑛 ) 𝑧 ) → ( ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) ∘ ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) ) ⊆ ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) ) )
71 50 70 mpd ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 = ( ℤ≥ ‘ 𝑀 ) ∧ 𝑀 ∈ ℕ0 ) → ( ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) ∘ ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) ) ⊆ ( 𝐶 ‘ 𝑅 ) )