MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  catlid Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem catlid 17623
Description: Left identity property of an identity arrow. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Jan-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
catidcl.b ๐ต = (Baseโ€˜๐ถ)
catidcl.h ๐ป = (Hom โ€˜๐ถ)
catidcl.i 1 = (Idโ€˜๐ถ)
catidcl.c (๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ Cat)
catidcl.x (๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต)
catlid.o ยท = (compโ€˜๐ถ)
catlid.y (๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐ต)
catlid.f (๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ (๐‘‹๐ป๐‘Œ))
Assertion
Ref Expression
catlid (๐œ‘ โ†’ (( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘‹, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐น) = ๐น)

Proof of Theorem catlid
Dummy variables ๐‘“ ๐‘” ๐‘ฅ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq2 7413 . . 3 (๐‘“ = ๐น โ†’ (( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘‹, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = (( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘‹, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐น))
2 id 22 . . 3 (๐‘“ = ๐น โ†’ ๐‘“ = ๐น)
31, 2eqeq12d 2748 . 2 (๐‘“ = ๐น โ†’ ((( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘‹, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“ โ†” (( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘‹, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐น) = ๐น))
4 oveq1 7412 . . . 4 (๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ) = (๐‘‹๐ป๐‘Œ))
5 opeq1 4872 . . . . . . 7 (๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ = โŸจ๐‘‹, ๐‘ŒโŸฉ)
65oveq1d 7420 . . . . . 6 (๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ (โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ) = (โŸจ๐‘‹, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ))
76oveqd 7422 . . . . 5 (๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ (( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = (( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘‹, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“))
87eqeq1d 2734 . . . 4 (๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ((( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“ โ†” (( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘‹, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“))
94, 8raleqbidv 3342 . . 3 (๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ (โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“ โ†” โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘‹๐ป๐‘Œ)(( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘‹, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“))
10 simpl 483 . . . . . . . 8 ((โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“ โˆง โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘ฅ)(๐‘“(โŸจ๐‘Œ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘ฅ)๐‘”) = ๐‘“) โ†’ โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“)
1110ralimi 3083 . . . . . . 7 (โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต (โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“ โˆง โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘ฅ)(๐‘“(โŸจ๐‘Œ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘ฅ)๐‘”) = ๐‘“) โ†’ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“)
1211a1i 11 . . . . . 6 (๐‘” โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘Œ) โ†’ (โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต (โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“ โˆง โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘ฅ)(๐‘“(โŸจ๐‘Œ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘ฅ)๐‘”) = ๐‘“) โ†’ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“))
1312ss2rabi 4073 . . . . 5 {๐‘” โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘Œ) โˆฃ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต (โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“ โˆง โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘ฅ)(๐‘“(โŸจ๐‘Œ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘ฅ)๐‘”) = ๐‘“)} โŠ† {๐‘” โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘Œ) โˆฃ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“}
14 catidcl.b . . . . . . 7 ๐ต = (Baseโ€˜๐ถ)
15 catidcl.h . . . . . . 7 ๐ป = (Hom โ€˜๐ถ)
16 catlid.o . . . . . . 7 ยท = (compโ€˜๐ถ)
17 catidcl.c . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ Cat)
18 catidcl.i . . . . . . 7 1 = (Idโ€˜๐ถ)
19 catlid.y . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐ต)
2014, 15, 16, 17, 18, 19cidval 17617 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ( 1 โ€˜๐‘Œ) = (โ„ฉ๐‘” โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘Œ)โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต (โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“ โˆง โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘ฅ)(๐‘“(โŸจ๐‘Œ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘ฅ)๐‘”) = ๐‘“)))
2114, 15, 16, 17, 19catideu 17615 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ โˆƒ!๐‘” โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘Œ)โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต (โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“ โˆง โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘ฅ)(๐‘“(โŸจ๐‘Œ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘ฅ)๐‘”) = ๐‘“))
22 riotacl2 7378 . . . . . . 7 (โˆƒ!๐‘” โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘Œ)โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต (โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“ โˆง โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘ฅ)(๐‘“(โŸจ๐‘Œ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘ฅ)๐‘”) = ๐‘“) โ†’ (โ„ฉ๐‘” โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘Œ)โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต (โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“ โˆง โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘ฅ)(๐‘“(โŸจ๐‘Œ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘ฅ)๐‘”) = ๐‘“)) โˆˆ {๐‘” โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘Œ) โˆฃ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต (โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“ โˆง โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘ฅ)(๐‘“(โŸจ๐‘Œ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘ฅ)๐‘”) = ๐‘“)})
2321, 22syl 17 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (โ„ฉ๐‘” โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘Œ)โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต (โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“ โˆง โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘ฅ)(๐‘“(โŸจ๐‘Œ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘ฅ)๐‘”) = ๐‘“)) โˆˆ {๐‘” โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘Œ) โˆฃ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต (โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“ โˆง โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘ฅ)(๐‘“(โŸจ๐‘Œ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘ฅ)๐‘”) = ๐‘“)})
2420, 23eqeltrd 2833 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ( 1 โ€˜๐‘Œ) โˆˆ {๐‘” โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘Œ) โˆฃ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต (โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“ โˆง โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘ฅ)(๐‘“(โŸจ๐‘Œ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘ฅ)๐‘”) = ๐‘“)})
2513, 24sselid 3979 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ( 1 โ€˜๐‘Œ) โˆˆ {๐‘” โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘Œ) โˆฃ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“})
26 oveq1 7412 . . . . . . . 8 (๐‘” = ( 1 โ€˜๐‘Œ) โ†’ (๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = (( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“))
2726eqeq1d 2734 . . . . . . 7 (๐‘” = ( 1 โ€˜๐‘Œ) โ†’ ((๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“ โ†” (( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“))
28272ralbidv 3218 . . . . . 6 (๐‘” = ( 1 โ€˜๐‘Œ) โ†’ (โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“ โ†” โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“))
2928elrab 3682 . . . . 5 (( 1 โ€˜๐‘Œ) โˆˆ {๐‘” โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘Œ) โˆฃ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“} โ†” (( 1 โ€˜๐‘Œ) โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘Œ) โˆง โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“))
3029simprbi 497 . . . 4 (( 1 โ€˜๐‘Œ) โˆˆ {๐‘” โˆˆ (๐‘Œ๐ป๐‘Œ) โˆฃ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(๐‘”(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“} โ†’ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“)
3125, 30syl 17 . . 3 (๐œ‘ โ†’ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘ฅ๐ป๐‘Œ)(( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘ฅ, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“)
32 catidcl.x . . 3 (๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต)
339, 31, 32rspcdva 3613 . 2 (๐œ‘ โ†’ โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘‹๐ป๐‘Œ)(( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘‹, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐‘“) = ๐‘“)
34 catlid.f . 2 (๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ (๐‘‹๐ป๐‘Œ))
353, 33, 34rspcdva 3613 1 (๐œ‘ โ†’ (( 1 โ€˜๐‘Œ)(โŸจ๐‘‹, ๐‘ŒโŸฉ ยท ๐‘Œ)๐น) = ๐น)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 396   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106  โˆ€wral 3061  โˆƒ!wreu 3374  {crab 3432  โŸจcop 4633  โ€˜cfv 6540  โ„ฉcrio 7360  (class class class)co 7405  Basecbs 17140  Hom chom 17204  compcco 17205  Catccat 17604  Idccid 17605
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pr 5426
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-nul 4322  df-if 4528  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-id 5573  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-cat 17608  df-cid 17609
This theorem is referenced by:  oppccatid  17661  sectcan  17698  sectco  17699  sectmon  17725  monsect  17726  sectid  17729  invisoinvl  17733  subccatid  17792  fucidcl  17914  fuclid  17915  invfuc  17923  arwlid  18018  xpccatid  18136  evlfcl  18171  curf1cl  18177  curf2cl  18180  curfcl  18181  curfuncf  18187  uncfcurf  18188  hofcl  18208  yon12  18214  yon2  18215  yonedalem3b  18228  yonedainv  18230  bj-endmnd  36187  endmndlem  47588  idmon  47589
  Copyright terms: Public domain W3C validator