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Theorem fmptcof2 25914
Description: Composition of two functions expressed as ordered-pair class abstractions. (Contributed by FL, 21-Jun-2012.) (Revised by Mario Carneiro, 24-Jul-2014.) (Revised by Thierry Arnoux, 10-May-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
fmptcof2.1  |-  F/_ x A
fmptcof2.2  |-  F/_ x B
fmptcof2.3  |-  F/ x ph
fmptcof2.4  |-  ( ph  ->  A. x  e.  A  R  e.  B )
fmptcof2.5  |-  ( ph  ->  F  =  ( x  e.  A  |->  R ) )
fmptcof2.6  |-  ( ph  ->  G  =  ( y  e.  B  |->  S ) )
fmptcof2.7  |-  ( y  =  R  ->  S  =  T )
Assertion
Ref Expression
fmptcof2  |-  ( ph  ->  ( G  o.  F
)  =  ( x  e.  A  |->  T ) )
Distinct variable groups:    x, y    y, B    y, R    x, S    y, T
Allowed substitution hints:    ph( x, y)    A( x, y)    B( x)    R( x)    S( y)    T( x)    F( x, y)    G( x, y)

Proof of Theorem fmptcof2
Dummy variables  v  u  w  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 relco 5333 . 2  |-  Rel  ( G  o.  F )
2 funmpt 5451 . . 3  |-  Fun  (
x  e.  A  |->  T )
3 funrel 5432 . . 3  |-  ( Fun  ( x  e.  A  |->  T )  ->  Rel  ( x  e.  A  |->  T ) )
42, 3ax-mp 5 . 2  |-  Rel  (
x  e.  A  |->  T )
5 fmptcof2.3 . . . . . . . . . . . . 13  |-  F/ x ph
6 fmptcof2.1 . . . . . . . . . . . . 13  |-  F/_ x A
7 fmptcof2.2 . . . . . . . . . . . . 13  |-  F/_ x B
8 fmptcof2.4 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  A. x  e.  A  R  e.  B )
98r19.21bi 2812 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  R  e.  B )
10 eqid 2441 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( x  e.  A  |->  R )  =  ( x  e.  A  |->  R )
115, 6, 7, 9, 10fmptdF 25907 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( x  e.  A  |->  R ) : A --> B )
12 fmptcof2.5 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  F  =  ( x  e.  A  |->  R ) )
1312feq1d 5543 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ph  ->  ( F : A --> B 
<->  ( x  e.  A  |->  R ) : A --> B ) )
1411, 13mpbird 232 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  F : A --> B )
15 ffun 5558 . . . . . . . . . . 11  |-  ( F : A --> B  ->  Fun  F )
1614, 15syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  Fun  F )
17 funbrfv 5727 . . . . . . . . . . 11  |-  ( Fun 
F  ->  ( z F u  ->  ( F `
 z )  =  u ) )
1817imp 429 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( Fun  F  /\  z F u )  -> 
( F `  z
)  =  u )
1916, 18sylan 468 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  z F u )  ->  ( F `  z )  =  u )
2019eqcomd 2446 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  z F u )  ->  u  =  ( F `  z ) )
2120a1d 25 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  z F u )  ->  (
u G w  ->  u  =  ( F `  z ) ) )
2221expimpd 600 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( z F u  /\  u G w )  ->  u  =  ( F `  z ) ) )
2322pm4.71rd 630 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( z F u  /\  u G w )  <->  ( u  =  ( F `  z )  /\  (
z F u  /\  u G w ) ) ) )
2423exbidv 1685 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( E. u ( z F u  /\  u G w )  <->  E. u
( u  =  ( F `  z )  /\  ( z F u  /\  u G w ) ) ) )
25 fvex 5698 . . . . . 6  |-  ( F `
 z )  e. 
_V
26 breq2 4293 . . . . . . 7  |-  ( u  =  ( F `  z )  ->  (
z F u  <->  z F
( F `  z
) ) )
27 breq1 4292 . . . . . . 7  |-  ( u  =  ( F `  z )  ->  (
u G w  <->  ( F `  z ) G w ) )
2826, 27anbi12d 705 . . . . . 6  |-  ( u  =  ( F `  z )  ->  (
( z F u  /\  u G w )  <->  ( z F ( F `  z
)  /\  ( F `  z ) G w ) ) )
2925, 28ceqsexv 3006 . . . . 5  |-  ( E. u ( u  =  ( F `  z
)  /\  ( z F u  /\  u G w ) )  <-> 
( z F ( F `  z )  /\  ( F `  z ) G w ) )
30 funfvbrb 5813 . . . . . . . . 9  |-  ( Fun 
F  ->  ( z  e.  dom  F  <->  z F
( F `  z
) ) )
3116, 30syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( z  e.  dom  F  <-> 
z F ( F `
 z ) ) )
32 fdm 5560 . . . . . . . . . 10  |-  ( F : A --> B  ->  dom  F  =  A )
3314, 32syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  dom  F  =  A )
3433eleq2d 2508 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( z  e.  dom  F  <-> 
z  e.  A ) )
3531, 34bitr3d 255 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( z F ( F `  z )  <-> 
z  e.  A ) )
3612fveq1d 5690 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( F `  z
)  =  ( ( x  e.  A  |->  R ) `  z ) )
37 fmptcof2.6 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  G  =  ( y  e.  B  |->  S ) )
38 eqidd 2442 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  w  =  w )
3936, 37, 38breq123d 4303 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( F `  z ) G w  <-> 
( ( x  e.  A  |->  R ) `  z ) ( y  e.  B  |->  S ) w ) )
4035, 39anbi12d 705 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( z F ( F `  z
)  /\  ( F `  z ) G w )  <->  ( z  e.  A  /\  ( ( x  e.  A  |->  R ) `  z ) ( y  e.  B  |->  S ) w ) ) )
416nfcri 2571 . . . . . . . . . 10  |-  F/ x  z  e.  A
42 nffvmpt1 5696 . . . . . . . . . . . . 13  |-  F/_ x
( ( x  e.  A  |->  R ) `  z )
43 nfcv 2577 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  F/_ x S
447, 43nfmpt 4377 . . . . . . . . . . . . 13  |-  F/_ x
( y  e.  B  |->  S )
45 nfcv 2577 . . . . . . . . . . . . 13  |-  F/_ x w
4642, 44, 45nfbr 4333 . . . . . . . . . . . 12  |-  F/ x
( ( x  e.  A  |->  R ) `  z ) ( y  e.  B  |->  S ) w
47 nfcsb1v 3301 . . . . . . . . . . . . 13  |-  F/_ x [_ z  /  x ]_ T
4847nfeq2 2588 . . . . . . . . . . . 12  |-  F/ x  w  =  [_ z  /  x ]_ T
4946, 48nfbi 1871 . . . . . . . . . . 11  |-  F/ x
( ( ( x  e.  A  |->  R ) `
 z ) ( y  e.  B  |->  S ) w  <->  w  =  [_ z  /  x ]_ T )
505, 49nfim 1857 . . . . . . . . . 10  |-  F/ x
( ph  ->  ( ( ( x  e.  A  |->  R ) `  z
) ( y  e.  B  |->  S ) w  <-> 
w  =  [_ z  /  x ]_ T ) )
5141, 50nfim 1857 . . . . . . . . 9  |-  F/ x
( z  e.  A  ->  ( ph  ->  (
( ( x  e.  A  |->  R ) `  z ) ( y  e.  B  |->  S ) w  <->  w  =  [_ z  /  x ]_ T ) ) )
52 eleq1 2501 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  z  ->  (
x  e.  A  <->  z  e.  A ) )
53 fveq2 5688 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( x  =  z  ->  (
( x  e.  A  |->  R ) `  x
)  =  ( ( x  e.  A  |->  R ) `  z ) )
5453breq1d 4299 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  =  z  ->  (
( ( x  e.  A  |->  R ) `  x ) ( y  e.  B  |->  S ) w  <->  ( ( x  e.  A  |->  R ) `
 z ) ( y  e.  B  |->  S ) w ) )
55 csbeq1a 3294 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( x  =  z  ->  T  =  [_ z  /  x ]_ T )
5655eqeq2d 2452 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  =  z  ->  (
w  =  T  <->  w  =  [_ z  /  x ]_ T ) )
5754, 56bibi12d 321 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  =  z  ->  (
( ( ( x  e.  A  |->  R ) `
 x ) ( y  e.  B  |->  S ) w  <->  w  =  T )  <->  ( (
( x  e.  A  |->  R ) `  z
) ( y  e.  B  |->  S ) w  <-> 
w  =  [_ z  /  x ]_ T ) ) )
5857imbi2d 316 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  z  ->  (
( ph  ->  ( ( ( x  e.  A  |->  R ) `  x
) ( y  e.  B  |->  S ) w  <-> 
w  =  T ) )  <->  ( ph  ->  ( ( ( x  e.  A  |->  R ) `  z ) ( y  e.  B  |->  S ) w  <->  w  =  [_ z  /  x ]_ T ) ) ) )
5952, 58imbi12d 320 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  z  ->  (
( x  e.  A  ->  ( ph  ->  (
( ( x  e.  A  |->  R ) `  x ) ( y  e.  B  |->  S ) w  <->  w  =  T
) ) )  <->  ( z  e.  A  ->  ( ph  ->  ( ( ( x  e.  A  |->  R ) `
 z ) ( y  e.  B  |->  S ) w  <->  w  =  [_ z  /  x ]_ T ) ) ) ) )
60 vex 2973 . . . . . . . . . . . 12  |-  w  e. 
_V
61 simpl 454 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( y  =  R  /\  u  =  w )  ->  y  =  R )
6261eleq1d 2507 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( y  =  R  /\  u  =  w )  ->  ( y  e.  B  <->  R  e.  B ) )
63 simpr 458 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( y  =  R  /\  u  =  w )  ->  u  =  w )
64 fmptcof2.7 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( y  =  R  ->  S  =  T )
6564adantr 462 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( y  =  R  /\  u  =  w )  ->  S  =  T )
6663, 65eqeq12d 2455 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( y  =  R  /\  u  =  w )  ->  ( u  =  S  <-> 
w  =  T ) )
6762, 66anbi12d 705 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( y  =  R  /\  u  =  w )  ->  ( ( y  e.  B  /\  u  =  S )  <->  ( R  e.  B  /\  w  =  T ) ) )
68 df-mpt 4349 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  e.  B  |->  S )  =  { <. y ,  u >.  |  (
y  e.  B  /\  u  =  S ) }
6967, 68brabga 4601 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( R  e.  B  /\  w  e.  _V )  ->  ( R ( y  e.  B  |->  S ) w  <->  ( R  e.  B  /\  w  =  T ) ) )
709, 60, 69sylancl 657 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  ( R ( y  e.  B  |->  S ) w  <-> 
( R  e.  B  /\  w  =  T
) ) )
71 simpr 458 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  x  e.  A )
726fvmpt2f 25910 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( x  e.  A  /\  R  e.  B )  ->  ( ( x  e.  A  |->  R ) `  x )  =  R )
7371, 9, 72syl2anc 656 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  (
( x  e.  A  |->  R ) `  x
)  =  R )
7473breq1d 4299 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  (
( ( x  e.  A  |->  R ) `  x ) ( y  e.  B  |->  S ) w  <->  R ( y  e.  B  |->  S ) w ) )
759biantrurd 505 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  (
w  =  T  <->  ( R  e.  B  /\  w  =  T ) ) )
7670, 74, 753bitr4d 285 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  (
( ( x  e.  A  |->  R ) `  x ) ( y  e.  B  |->  S ) w  <->  w  =  T
) )
7776expcom 435 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  A  ->  ( ph  ->  ( ( ( x  e.  A  |->  R ) `  x ) ( y  e.  B  |->  S ) w  <->  w  =  T ) ) )
7851, 59, 77chvar 1962 . . . . . . . 8  |-  ( z  e.  A  ->  ( ph  ->  ( ( ( x  e.  A  |->  R ) `  z ) ( y  e.  B  |->  S ) w  <->  w  =  [_ z  /  x ]_ T ) ) )
7978impcom 430 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  z  e.  A )  ->  (
( ( x  e.  A  |->  R ) `  z ) ( y  e.  B  |->  S ) w  <->  w  =  [_ z  /  x ]_ T ) )
8079pm5.32da 636 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( z  e.  A  /\  ( ( x  e.  A  |->  R ) `  z ) ( y  e.  B  |->  S ) w )  <-> 
( z  e.  A  /\  w  =  [_ z  /  x ]_ T ) ) )
8140, 80bitrd 253 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( z F ( F `  z
)  /\  ( F `  z ) G w )  <->  ( z  e.  A  /\  w  = 
[_ z  /  x ]_ T ) ) )
8229, 81syl5bb 257 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( E. u ( u  =  ( F `
 z )  /\  ( z F u  /\  u G w ) )  <->  ( z  e.  A  /\  w  =  [_ z  /  x ]_ T ) ) )
8324, 82bitrd 253 . . 3  |-  ( ph  ->  ( E. u ( z F u  /\  u G w )  <->  ( z  e.  A  /\  w  =  [_ z  /  x ]_ T ) ) )
84 vex 2973 . . . 4  |-  z  e. 
_V
8584, 60opelco 5007 . . 3  |-  ( <.
z ,  w >.  e.  ( G  o.  F
)  <->  E. u ( z F u  /\  u G w ) )
86 df-mpt 4349 . . . . 5  |-  ( x  e.  A  |->  T )  =  { <. x ,  v >.  |  ( x  e.  A  /\  v  =  T ) }
8786eleq2i 2505 . . . 4  |-  ( <.
z ,  w >.  e.  ( x  e.  A  |->  T )  <->  <. z ,  w >.  e.  { <. x ,  v >.  |  ( x  e.  A  /\  v  =  T ) } )
8847nfeq2 2588 . . . . . 6  |-  F/ x  v  =  [_ z  /  x ]_ T
8941, 88nfan 1865 . . . . 5  |-  F/ x
( z  e.  A  /\  v  =  [_ z  /  x ]_ T )
90 nfv 1678 . . . . 5  |-  F/ v ( z  e.  A  /\  w  =  [_ z  /  x ]_ T )
9155eqeq2d 2452 . . . . . 6  |-  ( x  =  z  ->  (
v  =  T  <->  v  =  [_ z  /  x ]_ T ) )
9252, 91anbi12d 705 . . . . 5  |-  ( x  =  z  ->  (
( x  e.  A  /\  v  =  T
)  <->  ( z  e.  A  /\  v  = 
[_ z  /  x ]_ T ) ) )
93 eqeq1 2447 . . . . . 6  |-  ( v  =  w  ->  (
v  =  [_ z  /  x ]_ T  <->  w  =  [_ z  /  x ]_ T ) )
9493anbi2d 698 . . . . 5  |-  ( v  =  w  ->  (
( z  e.  A  /\  v  =  [_ z  /  x ]_ T )  <-> 
( z  e.  A  /\  w  =  [_ z  /  x ]_ T ) ) )
9589, 90, 84, 60, 92, 94opelopabf 4611 . . . 4  |-  ( <.
z ,  w >.  e. 
{ <. x ,  v
>.  |  ( x  e.  A  /\  v  =  T ) }  <->  ( z  e.  A  /\  w  =  [_ z  /  x ]_ T ) )
9687, 95bitri 249 . . 3  |-  ( <.
z ,  w >.  e.  ( x  e.  A  |->  T )  <->  ( z  e.  A  /\  w  =  [_ z  /  x ]_ T ) )
9783, 85, 963bitr4g 288 . 2  |-  ( ph  ->  ( <. z ,  w >.  e.  ( G  o.  F )  <->  <. z ,  w >.  e.  (
x  e.  A  |->  T ) ) )
981, 4, 97eqrelrdv 4932 1  |-  ( ph  ->  ( G  o.  F
)  =  ( x  e.  A  |->  T ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    = wceq 1364   E.wex 1591   F/wnf 1594    e. wcel 1761   F/_wnfc 2564   A.wral 2713   _Vcvv 2970   [_csb 3285   <.cop 3880   class class class wbr 4289   {copab 4346    e. cmpt 4347   dom cdm 4836    o. ccom 4840   Rel wrel 4841   Fun wfun 5409   -->wf 5411   ` cfv 5415
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1596  ax-4 1607  ax-5 1675  ax-6 1713  ax-7 1733  ax-9 1765  ax-10 1780  ax-11 1785  ax-12 1797  ax-13 1948  ax-ext 2422  ax-sep 4410  ax-nul 4418  ax-pr 4528
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3an 962  df-tru 1367  df-fal 1370  df-ex 1592  df-nf 1595  df-sb 1706  df-eu 2261  df-mo 2262  df-clab 2428  df-cleq 2434  df-clel 2437  df-nfc 2566  df-ne 2606  df-ral 2718  df-rex 2719  df-rab 2722  df-v 2972  df-sbc 3184  df-csb 3286  df-dif 3328  df-un 3330  df-in 3332  df-ss 3339  df-nul 3635  df-if 3789  df-sn 3875  df-pr 3877  df-op 3881  df-uni 4089  df-br 4290  df-opab 4348  df-mpt 4349  df-id 4632  df-xp 4842  df-rel 4843  df-cnv 4844  df-co 4845  df-dm 4846  df-rn 4847  df-res 4848  df-ima 4849  df-iota 5378  df-fun 5417  df-fn 5418  df-f 5419  df-fv 5423
This theorem is referenced by:  esumf1o  26440
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