Theorem qfto 4714

Description: A quantifier-free way of expressing the total order predicate. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Nov-2013.)

Assertion

Ref	Expression
qfto	⊢ ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (𝑅 ∪ ◡𝑅) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑦𝑅𝑥))

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

Proof of Theorem qfto

Step	Hyp	Ref	Expression
1		opelxp 4374	. . . 4 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) ↔ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵))
2		brun 3810	. . . . 5 ⊢ (𝑥(𝑅 ∪ ◡𝑅)𝑦 ↔ (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑥◡𝑅𝑦))
3		df-br 3765	. . . . 5 ⊢ (𝑥(𝑅 ∪ ◡𝑅)𝑦 ↔ ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝑅 ∪ ◡𝑅))
4		vex 2560	. . . . . . 7 ⊢ 𝑥 ∈ V
5		vex 2560	. . . . . . 7 ⊢ 𝑦 ∈ V
6	4, 5	brcnv 4518	. . . . . 6 ⊢ (𝑥◡𝑅𝑦 ↔ 𝑦𝑅𝑥)
7	6	orbi2i 679	. . . . 5 ⊢ ((𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑥◡𝑅𝑦) ↔ (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑦𝑅𝑥))
8	2, 3, 7	3bitr3i 199	. . . 4 ⊢ (⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝑅 ∪ ◡𝑅) ↔ (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑦𝑅𝑥))
9	1, 8	imbi12i 228	. . 3 ⊢ ((⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝑅 ∪ ◡𝑅)) ↔ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑦𝑅𝑥)))
10	9	2albii 1360	. 2 ⊢ (∀𝑥∀𝑦(⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝑅 ∪ ◡𝑅)) ↔ ∀𝑥∀𝑦((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑦𝑅𝑥)))
11		relxp 4447	. . 3 ⊢ Rel (𝐴 × 𝐵)
12		ssrel 4428	. . 3 ⊢ (Rel (𝐴 × 𝐵) → ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (𝑅 ∪ ◡𝑅) ↔ ∀𝑥∀𝑦(⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝑅 ∪ ◡𝑅))))
13	11, 12	ax-mp 7	. 2 ⊢ ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (𝑅 ∪ ◡𝑅) ↔ ∀𝑥∀𝑦(⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝐴 × 𝐵) → ⟨𝑥, 𝑦⟩ ∈ (𝑅 ∪ ◡𝑅)))
14		r2al 2343	. 2 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑦𝑅𝑥) ↔ ∀𝑥∀𝑦((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑦𝑅𝑥)))
15	10, 13, 14	3bitr4i 201	1 ⊢ ((𝐴 × 𝐵) ⊆ (𝑅 ∪ ◡𝑅) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥𝑅𝑦 ∨ 𝑦𝑅𝑥))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 97   ↔ wb 98   ∨ wo 629  ∀wal 1241   ∈ wcel 1393  ∀wral 2306   ∪ cun 2915   ⊆ wss 2917  ⟨cop 3378   class class class wbr 3764   × cxp 4343  ^◡ccnv 4344  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

This theorem is referenced by: (None)