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Theorem brinxper

Description: Conditions for a reflexive, symmetric and transitive binary relation to be an equivalence relation over a class V . (Contributed by AV, 11-Jun-2025)

Ref Expression
Hypotheses brinxper.r ( 𝑥𝑉𝑥 𝑥 )
brinxper.s ( 𝑥𝑉 → ( 𝑥 𝑦𝑦 𝑥 ) )
brinxper.t ( 𝑥𝑉 → ( ( 𝑥 𝑦𝑦 𝑧 ) → 𝑥 𝑧 ) )
Assertion brinxper ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) Er 𝑉

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 brinxper.r ( 𝑥𝑉𝑥 𝑥 )
2 brinxper.s ( 𝑥𝑉 → ( 𝑥 𝑦𝑦 𝑥 ) )
3 brinxper.t ( 𝑥𝑉 → ( ( 𝑥 𝑦𝑦 𝑧 ) → 𝑥 𝑧 ) )
4 relinxp Rel ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) )
5 brxp ( 𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑦 ↔ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) )
6 2 adantr ( ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) → ( 𝑥 𝑦𝑦 𝑥 ) )
7 ancom ( ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ↔ ( 𝑦𝑉𝑥𝑉 ) )
8 brxp ( 𝑦 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑥 ↔ ( 𝑦𝑉𝑥𝑉 ) )
9 7 8 sylbb2 ( ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) → 𝑦 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑥 )
10 6 9 jctird ( ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) → ( 𝑥 𝑦 → ( 𝑦 𝑥𝑦 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑥 ) ) )
11 5 10 sylbi ( 𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑦 → ( 𝑥 𝑦 → ( 𝑦 𝑥𝑦 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑥 ) ) )
12 11 impcom ( ( 𝑥 𝑦𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑦 ) → ( 𝑦 𝑥𝑦 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑥 ) )
13 brin ( 𝑥 ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) 𝑦 ↔ ( 𝑥 𝑦𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑦 ) )
14 brin ( 𝑦 ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) 𝑥 ↔ ( 𝑦 𝑥𝑦 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑥 ) )
15 12 13 14 3imtr4i ( 𝑥 ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) 𝑦𝑦 ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) 𝑥 )
16 brin ( 𝑦 ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) 𝑧 ↔ ( 𝑦 𝑧𝑦 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑧 ) )
17 brxp ( 𝑦 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑧 ↔ ( 𝑦𝑉𝑧𝑉 ) )
18 3 expd ( 𝑥𝑉 → ( 𝑥 𝑦 → ( 𝑦 𝑧𝑥 𝑧 ) ) )
19 18 adantr ( ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) → ( 𝑥 𝑦 → ( 𝑦 𝑧𝑥 𝑧 ) ) )
20 19 impcom ( ( 𝑥 𝑦 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → ( 𝑦 𝑧𝑥 𝑧 ) )
21 20 com12 ( 𝑦 𝑧 → ( ( 𝑥 𝑦 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → 𝑥 𝑧 ) )
22 21 adantl ( ( ( 𝑦𝑉𝑧𝑉 ) ∧ 𝑦 𝑧 ) → ( ( 𝑥 𝑦 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → 𝑥 𝑧 ) )
23 22 imp ( ( ( ( 𝑦𝑉𝑧𝑉 ) ∧ 𝑦 𝑧 ) ∧ ( 𝑥 𝑦 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) ) → 𝑥 𝑧 )
24 simplr ( ( ( 𝑦𝑉𝑧𝑉 ) ∧ 𝑦 𝑧 ) → 𝑧𝑉 )
25 simprl ( ( 𝑥 𝑦 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → 𝑥𝑉 )
26 24 25 anim12ci ( ( ( ( 𝑦𝑉𝑧𝑉 ) ∧ 𝑦 𝑧 ) ∧ ( 𝑥 𝑦 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) ) → ( 𝑥𝑉𝑧𝑉 ) )
27 23 26 jca ( ( ( ( 𝑦𝑉𝑧𝑉 ) ∧ 𝑦 𝑧 ) ∧ ( 𝑥 𝑦 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) ) → ( 𝑥 𝑧 ∧ ( 𝑥𝑉𝑧𝑉 ) ) )
28 27 exp31 ( ( 𝑦𝑉𝑧𝑉 ) → ( 𝑦 𝑧 → ( ( 𝑥 𝑦 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → ( 𝑥 𝑧 ∧ ( 𝑥𝑉𝑧𝑉 ) ) ) ) )
29 17 28 sylbi ( 𝑦 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑧 → ( 𝑦 𝑧 → ( ( 𝑥 𝑦 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → ( 𝑥 𝑧 ∧ ( 𝑥𝑉𝑧𝑉 ) ) ) ) )
30 29 impcom ( ( 𝑦 𝑧𝑦 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑧 ) → ( ( 𝑥 𝑦 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) → ( 𝑥 𝑧 ∧ ( 𝑥𝑉𝑧𝑉 ) ) ) )
31 5 anbi2i ( ( 𝑥 𝑦𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑦 ) ↔ ( 𝑥 𝑦 ∧ ( 𝑥𝑉𝑦𝑉 ) ) )
32 brxp ( 𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑧 ↔ ( 𝑥𝑉𝑧𝑉 ) )
33 32 anbi2i ( ( 𝑥 𝑧𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑧 ) ↔ ( 𝑥 𝑧 ∧ ( 𝑥𝑉𝑧𝑉 ) ) )
34 30 31 33 3imtr4g ( ( 𝑦 𝑧𝑦 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑧 ) → ( ( 𝑥 𝑦𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑦 ) → ( 𝑥 𝑧𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑧 ) ) )
35 16 34 sylbi ( 𝑦 ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) 𝑧 → ( ( 𝑥 𝑦𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑦 ) → ( 𝑥 𝑧𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑧 ) ) )
36 35 com12 ( ( 𝑥 𝑦𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑦 ) → ( 𝑦 ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) 𝑧 → ( 𝑥 𝑧𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑧 ) ) )
37 13 36 sylbi ( 𝑥 ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) 𝑦 → ( 𝑦 ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) 𝑧 → ( 𝑥 𝑧𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑧 ) ) )
38 37 imp ( ( 𝑥 ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) 𝑦𝑦 ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) 𝑧 ) → ( 𝑥 𝑧𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑧 ) )
39 brin ( 𝑥 ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) 𝑧 ↔ ( 𝑥 𝑧𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑧 ) )
40 38 39 sylibr ( ( 𝑥 ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) 𝑦𝑦 ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) 𝑧 ) → 𝑥 ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) 𝑧 )
41 id ( 𝑥𝑉𝑥𝑉 )
42 brxp ( 𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑥 ↔ ( 𝑥𝑉𝑥𝑉 ) )
43 41 41 42 sylanbrc ( 𝑥𝑉𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑥 )
44 1 43 jca ( 𝑥𝑉 → ( 𝑥 𝑥𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑥 ) )
45 42 simplbi ( 𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑥𝑥𝑉 )
46 45 adantl ( ( 𝑥 𝑥𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑥 ) → 𝑥𝑉 )
47 44 46 impbii ( 𝑥𝑉 ↔ ( 𝑥 𝑥𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑥 ) )
48 brin ( 𝑥 ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) 𝑥 ↔ ( 𝑥 𝑥𝑥 ( 𝑉 × 𝑉 ) 𝑥 ) )
49 47 48 bitr4i ( 𝑥𝑉𝑥 ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) 𝑥 )
50 4 15 40 49 iseri ( ∩ ( 𝑉 × 𝑉 ) ) Er 𝑉