Theorem imaco 5801

Description: Image of the composition of two classes. (Contributed by Jason Orendorff, 12-Dec-2006.)

Assertion

Ref	Expression
imaco	⊢ ((𝐴 ∘ 𝐵) “ 𝐶) = (𝐴 “ (𝐵 “ 𝐶))

Proof of Theorem imaco

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-rex 3056	. . 3 ⊢ (∃𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶)𝑦𝐴𝑥 ↔ ∃𝑦(𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶) ∧ 𝑦𝐴𝑥))
2		vex 3343	. . . 4 ⊢ 𝑥 ∈ V
3	2	elima 5629	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐴 “ (𝐵 “ 𝐶)) ↔ ∃𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶)𝑦𝐴𝑥)
4		rexcom4 3365	. . . . 5 ⊢ (∃𝑧 ∈ 𝐶 ∃𝑦(𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ ∃𝑦∃𝑧 ∈ 𝐶 (𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
5		r19.41v 3227	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑧 ∈ 𝐶 (𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ (∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
6	5	exbii 1923	. . . . 5 ⊢ (∃𝑦∃𝑧 ∈ 𝐶 (𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ ∃𝑦(∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
7	4, 6	bitri 264	. . . 4 ⊢ (∃𝑧 ∈ 𝐶 ∃𝑦(𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ ∃𝑦(∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
8	2	elima 5629	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ ((𝐴 ∘ 𝐵) “ 𝐶) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧(𝐴 ∘ 𝐵)𝑥)
9		vex 3343	. . . . . . 7 ⊢ 𝑧 ∈ V
10	9, 2	brco 5448	. . . . . 6 ⊢ (𝑧(𝐴 ∘ 𝐵)𝑥 ↔ ∃𝑦(𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
11	10	rexbii 3179	. . . . 5 ⊢ (∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧(𝐴 ∘ 𝐵)𝑥 ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐶 ∃𝑦(𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
12	8, 11	bitri 264	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ ((𝐴 ∘ 𝐵) “ 𝐶) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐶 ∃𝑦(𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
13		vex 3343	. . . . . . 7 ⊢ 𝑦 ∈ V
14	13	elima 5629	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦)
15	14	anbi1i 733	. . . . 5 ⊢ ((𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶) ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ (∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
16	15	exbii 1923	. . . 4 ⊢ (∃𝑦(𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶) ∧ 𝑦𝐴𝑥) ↔ ∃𝑦(∃𝑧 ∈ 𝐶 𝑧𝐵𝑦 ∧ 𝑦𝐴𝑥))
17	7, 12, 16	3bitr4i 292	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ ((𝐴 ∘ 𝐵) “ 𝐶) ↔ ∃𝑦(𝑦 ∈ (𝐵 “ 𝐶) ∧ 𝑦𝐴𝑥))
18	1, 3, 17	3bitr4ri 293	. 2 ⊢ (𝑥 ∈ ((𝐴 ∘ 𝐵) “ 𝐶) ↔ 𝑥 ∈ (𝐴 “ (𝐵 “ 𝐶)))
19	18	eqriv 2757	1 ⊢ ((𝐴 ∘ 𝐵) “ 𝐶) = (𝐴 “ (𝐵 “ 𝐶))

Syntax hints:   ∧ wa 383   = wceq 1632  ∃wex 1853   ∈ wcel 2139  ∃wrex 3051   class class class wbr 4804   “ cima 5269   ∘ ccom 5270

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pr 5055

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3an 1074  df-tru 1635  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ral 3055  df-rex 3056  df-rab 3059  df-v 3342  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-nul 4059  df-if 4231  df-sn 4322  df-pr 4324  df-op 4328  df-br 4805  df-opab 4865  df-xp 5272  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279

This theorem is referenced by:  fvco2  6435  supp0cosupp0  7503  imacosupp  7504  fipreima  8437  fsuppcolem  8471  psgnunilem1  18113  gsumzf1o  18513  dprdf1o  18631  frlmup3  20341  f1lindf  20363  lindfmm  20368  cnco  21272  cnpco  21273  ptrescn  21644  xkoco1cn  21662  xkoco2cn  21663  xkococnlem  21664  qtopcn  21719  fmco  21966  uniioombllem3  23553  cncombf  23624  deg1val  24055  ofpreima  29774  mbfmco  30635  eulerpartlemmf  30746  erdsze2lem2  31493  cvmliftmolem1  31570  cvmlift2lem9a  31592  cvmlift2lem9  31600  mclsppslem  31787  poimirlem15  33737  poimirlem16  33738  poimirlem19  33741  cnambfre  33771  ftc1anclem3  33800  trclimalb2  38520  brtrclfv2  38521  frege97d  38546  frege109d  38551  frege131d  38558  extoimad  38966  imo72b2lem0  38967  imo72b2lem2  38969  imo72b2lem1  38973  imo72b2  38977  limccog  40355  smfco  41515