Theorem codir 4713

Description: Two ways of saying a relation is directed. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Nov-2013.)

Assertion

Ref	Expression
codir	⊢ ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (◡𝑅 ∘ 𝑅) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑧,𝐴   𝑥,𝐵,𝑦,𝑧   𝑥,𝑅,𝑦,𝑧

Proof of Theorem codir

Step	Hyp	Ref	Expression
1		opelxp 4374	. . . 4 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) ↔ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵))
2		df-br 3765	. . . . 5 ⊢ (𝑥(◡𝑅 ∘ 𝑅)𝑦 ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (◡𝑅 ∘ 𝑅))
3		vex 2560	. . . . . 6 ⊢ 𝑥 ∈ V
4		vex 2560	. . . . . 6 ⊢ 𝑦 ∈ V
5		brcodir 4712	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ V ∧ 𝑦 ∈ V) → (𝑥(◡𝑅 ∘ 𝑅)𝑦 ↔ ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧)))
6	3, 4, 5	mp2an 402	. . . . 5 ⊢ (𝑥(◡𝑅 ∘ 𝑅)𝑦 ↔ ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧))
7	2, 6	bitr3i 175	. . . 4 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (◡𝑅 ∘ 𝑅) ↔ ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧))
8	1, 7	imbi12i 228	. . 3 ⊢ ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (◡𝑅 ∘ 𝑅)) ↔ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧)))
9	8	2albii 1360	. 2 ⊢ (∀𝑥∀𝑦(⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (◡𝑅 ∘ 𝑅)) ↔ ∀𝑥∀𝑦((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧)))
10		relxp 4447	. . 3 ⊢ Rel (𝐴 × 𝐵)
11		ssrel 4428	. . 3 ⊢ (Rel (𝐴 × 𝐵) → ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (◡𝑅 ∘ 𝑅) ↔ ∀𝑥∀𝑦(⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (◡𝑅 ∘ 𝑅))))
12	10, 11	ax-mp 7	. 2 ⊢ ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (◡𝑅 ∘ 𝑅) ↔ ∀𝑥∀𝑦(⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (◡𝑅 ∘ 𝑅)))
13		r2al 2343	. 2 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧) ↔ ∀𝑥∀𝑦((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧)))
14	9, 12, 13	3bitr4i 201	1 ⊢ ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (◡𝑅 ∘ 𝑅) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∃𝑧(𝑥𝑅𝑧 ∧ 𝑦𝑅𝑧))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 97   ↔ wb 98  ∀wal 1241  ∃wex 1381   ∈ wcel 1393  ∀wral 2306  Vcvv 2557   ⊆ wss 2917  ⟨cop 3378   class class class wbr 3764   × cxp 4343  ^◡ccnv 4344   ∘ ccom 4349  Rel wrel 4350

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 99  ax-ia2 100  ax-ia3 101  ax-io 630  ax-5 1336  ax-7 1337  ax-gen 1338  ax-ie1 1382  ax-ie2 1383  ax-8 1395  ax-10 1396  ax-11 1397  ax-i12 1398  ax-bndl 1399  ax-4 1400  ax-14 1405  ax-17 1419  ax-i9 1423  ax-ial 1427  ax-i5r 1428  ax-ext 2022  ax-sep 3875  ax-pow 3927  ax-pr 3944

This theorem depends on definitions:  df-bi 110  df-3an 887  df-tru 1246  df-nf 1350  df-sb 1646  df-eu 1903  df-mo 1904  df-clab 2027  df-cleq 2033  df-clel 2036  df-nfc 2167  df-ral 2311  df-rex 2312  df-v 2559  df-un 2922  df-in 2924  df-ss 2931  df-pw 3361  df-sn 3381  df-pr 3382  df-op 3384  df-br 3765  df-opab 3819  df-xp 4351  df-rel 4352  df-cnv 4353  df-co 4354

This theorem is referenced by: (None)