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Theorem vtoclr

Description: Variable to class conversion of transitive relation. (Contributed by NM, 9-Jun-1998) (Revised by Mario Carneiro, 26-Apr-2015)

Ref Expression
Hypotheses vtoclr.1 Rel 𝑅
vtoclr.2 ( ( 𝑥 𝑅 𝑦𝑦 𝑅 𝑧 ) → 𝑥 𝑅 𝑧 )
Assertion vtoclr ( ( 𝐴 𝑅 𝐵𝐵 𝑅 𝐶 ) → 𝐴 𝑅 𝐶 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 vtoclr.1 Rel 𝑅
2 vtoclr.2 ( ( 𝑥 𝑅 𝑦𝑦 𝑅 𝑧 ) → 𝑥 𝑅 𝑧 )
3 1 brrelex12i ( 𝐴 𝑅 𝐵 → ( 𝐴 ∈ V ∧ 𝐵 ∈ V ) )
4 1 brrelex2i ( 𝐵 𝑅 𝐶𝐶 ∈ V )
5 breq1 ( 𝑥 = 𝐴 → ( 𝑥 𝑅 𝑦𝐴 𝑅 𝑦 ) )
6 5 anbi1d ( 𝑥 = 𝐴 → ( ( 𝑥 𝑅 𝑦𝑦 𝑅 𝐶 ) ↔ ( 𝐴 𝑅 𝑦𝑦 𝑅 𝐶 ) ) )
7 breq1 ( 𝑥 = 𝐴 → ( 𝑥 𝑅 𝐶𝐴 𝑅 𝐶 ) )
8 6 7 imbi12d ( 𝑥 = 𝐴 → ( ( ( 𝑥 𝑅 𝑦𝑦 𝑅 𝐶 ) → 𝑥 𝑅 𝐶 ) ↔ ( ( 𝐴 𝑅 𝑦𝑦 𝑅 𝐶 ) → 𝐴 𝑅 𝐶 ) ) )
9 8 imbi2d ( 𝑥 = 𝐴 → ( ( 𝐶 ∈ V → ( ( 𝑥 𝑅 𝑦𝑦 𝑅 𝐶 ) → 𝑥 𝑅 𝐶 ) ) ↔ ( 𝐶 ∈ V → ( ( 𝐴 𝑅 𝑦𝑦 𝑅 𝐶 ) → 𝐴 𝑅 𝐶 ) ) ) )
10 breq2 ( 𝑦 = 𝐵 → ( 𝐴 𝑅 𝑦𝐴 𝑅 𝐵 ) )
11 breq1 ( 𝑦 = 𝐵 → ( 𝑦 𝑅 𝐶𝐵 𝑅 𝐶 ) )
12 10 11 anbi12d ( 𝑦 = 𝐵 → ( ( 𝐴 𝑅 𝑦𝑦 𝑅 𝐶 ) ↔ ( 𝐴 𝑅 𝐵𝐵 𝑅 𝐶 ) ) )
13 12 imbi1d ( 𝑦 = 𝐵 → ( ( ( 𝐴 𝑅 𝑦𝑦 𝑅 𝐶 ) → 𝐴 𝑅 𝐶 ) ↔ ( ( 𝐴 𝑅 𝐵𝐵 𝑅 𝐶 ) → 𝐴 𝑅 𝐶 ) ) )
14 13 imbi2d ( 𝑦 = 𝐵 → ( ( 𝐶 ∈ V → ( ( 𝐴 𝑅 𝑦𝑦 𝑅 𝐶 ) → 𝐴 𝑅 𝐶 ) ) ↔ ( 𝐶 ∈ V → ( ( 𝐴 𝑅 𝐵𝐵 𝑅 𝐶 ) → 𝐴 𝑅 𝐶 ) ) ) )
15 breq2 ( 𝑧 = 𝐶 → ( 𝑦 𝑅 𝑧𝑦 𝑅 𝐶 ) )
16 15 anbi2d ( 𝑧 = 𝐶 → ( ( 𝑥 𝑅 𝑦𝑦 𝑅 𝑧 ) ↔ ( 𝑥 𝑅 𝑦𝑦 𝑅 𝐶 ) ) )
17 breq2 ( 𝑧 = 𝐶 → ( 𝑥 𝑅 𝑧𝑥 𝑅 𝐶 ) )
18 16 17 imbi12d ( 𝑧 = 𝐶 → ( ( ( 𝑥 𝑅 𝑦𝑦 𝑅 𝑧 ) → 𝑥 𝑅 𝑧 ) ↔ ( ( 𝑥 𝑅 𝑦𝑦 𝑅 𝐶 ) → 𝑥 𝑅 𝐶 ) ) )
19 18 2 vtoclg ( 𝐶 ∈ V → ( ( 𝑥 𝑅 𝑦𝑦 𝑅 𝐶 ) → 𝑥 𝑅 𝐶 ) )
20 9 14 19 vtocl2g ( ( 𝐴 ∈ V ∧ 𝐵 ∈ V ) → ( 𝐶 ∈ V → ( ( 𝐴 𝑅 𝐵𝐵 𝑅 𝐶 ) → 𝐴 𝑅 𝐶 ) ) )
21 3 4 20 syl2im ( 𝐴 𝑅 𝐵 → ( 𝐵 𝑅 𝐶 → ( ( 𝐴 𝑅 𝐵𝐵 𝑅 𝐶 ) → 𝐴 𝑅 𝐶 ) ) )
22 21 imp ( ( 𝐴 𝑅 𝐵𝐵 𝑅 𝐶 ) → ( ( 𝐴 𝑅 𝐵𝐵 𝑅 𝐶 ) → 𝐴 𝑅 𝐶 ) )
23 22 pm2.43i ( ( 𝐴 𝑅 𝐵𝐵 𝑅 𝐶 ) → 𝐴 𝑅 𝐶 )