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Theorem xpco2

Description: Composition of a Cartesian product with a function. (Contributed by Zhi Wang, 25-Nov-2025)

Ref Expression
Assertion xpco2 ⊢ F : A ⟶ B → B × C ∘ F = A × C

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 relco ⊢ Rel ⁡ B × C ∘ F
2 relxp ⊢ Rel ⁡ A × C
3 vex ⊢ x ∈ V
4 vex ⊢ z ∈ V
5 3 4 breldm ⊢ x F z → x ∈ dom ⁡ F
6 5 ad2antrl ⊢ F : A ⟶ B ∧ x F z ∧ z B × C y → x ∈ dom ⁡ F
7 fdm ⊢ F : A ⟶ B → dom ⁡ F = A
8 7 adantr ⊢ F : A ⟶ B ∧ x F z ∧ z B × C y → dom ⁡ F = A
9 6 8 eleqtrd ⊢ F : A ⟶ B ∧ x F z ∧ z B × C y → x ∈ A
10 brxp ⊢ z B × C y ↔ z ∈ B ∧ y ∈ C
11 10 simprbi ⊢ z B × C y → y ∈ C
12 11 ad2antll ⊢ F : A ⟶ B ∧ x F z ∧ z B × C y → y ∈ C
13 9 12 jca ⊢ F : A ⟶ B ∧ x F z ∧ z B × C y → x ∈ A ∧ y ∈ C
14 13 ex ⊢ F : A ⟶ B → x F z ∧ z B × C y → x ∈ A ∧ y ∈ C
15 14 exlimdv ⊢ F : A ⟶ B → ∃ z x F z ∧ z B × C y → x ∈ A ∧ y ∈ C
16 15 imp ⊢ F : A ⟶ B ∧ ∃ z x F z ∧ z B × C y → x ∈ A ∧ y ∈ C
17 ffvelcdm ⊢ F : A ⟶ B ∧ x ∈ A → F ⁡ x ∈ B
18 17 adantrr ⊢ F : A ⟶ B ∧ x ∈ A ∧ y ∈ C → F ⁡ x ∈ B
19 ffvbr ⊢ F : A ⟶ B ∧ x ∈ A → x F F ⁡ x
20 19 adantrr ⊢ F : A ⟶ B ∧ x ∈ A ∧ y ∈ C → x F F ⁡ x
21 simprr ⊢ F : A ⟶ B ∧ x ∈ A ∧ y ∈ C → y ∈ C
22 brxp ⊢ F ⁡ x B × C y ↔ F ⁡ x ∈ B ∧ y ∈ C
23 18 21 22 sylanbrc ⊢ F : A ⟶ B ∧ x ∈ A ∧ y ∈ C → F ⁡ x B × C y
24 20 23 jca ⊢ F : A ⟶ B ∧ x ∈ A ∧ y ∈ C → x F F ⁡ x ∧ F ⁡ x B × C y
25 breq2 ⊢ z = F ⁡ x → x F z ↔ x F F ⁡ x
26 breq1 ⊢ z = F ⁡ x → z B × C y ↔ F ⁡ x B × C y
27 25 26 anbi12d ⊢ z = F ⁡ x → x F z ∧ z B × C y ↔ x F F ⁡ x ∧ F ⁡ x B × C y
28 18 24 27 spcedv ⊢ F : A ⟶ B ∧ x ∈ A ∧ y ∈ C → ∃ z x F z ∧ z B × C y
29 16 28 impbida ⊢ F : A ⟶ B → ∃ z x F z ∧ z B × C y ↔ x ∈ A ∧ y ∈ C
30 vex ⊢ y ∈ V
31 3 30 brco ⊢ x B × C ∘ F y ↔ ∃ z x F z ∧ z B × C y
32 brxp ⊢ x A × C y ↔ x ∈ A ∧ y ∈ C
33 29 31 32 3bitr4g ⊢ F : A ⟶ B → x B × C ∘ F y ↔ x A × C y
34 1 2 33 eqbrrdiv ⊢ F : A ⟶ B → B × C ∘ F = A × C