Theorem diag2f1 50417

Description: If 𝐵 is non-empty, the morphism part of a diagonal functor is injective functions from hom-sets into sets of natural transformations. (Contributed by Zhi Wang, 21-Oct-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
diag2f1.l	⊢ 𝐿 = (𝐶Δfunc𝐷)
diag2f1.a	⊢ 𝐴 = (Base‘𝐶)
diag2f1.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐷)
diag2f1.h	⊢ 𝐻 = (Hom ‘𝐶)
diag2f1.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ Cat)
diag2f1.d	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ Cat)
diag2f1.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐴)
diag2f1.y	⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝐴)
diag2f1.0	⊢ (𝜑 → 𝐵 ≠ ∅)
diag2f1.n	⊢ 𝑁 = (𝐷 Nat 𝐶)

Assertion

Ref	Expression
diag2f1	⊢ (𝜑 → (𝑋(2nd ‘𝐿)𝑌):(𝑋𝐻𝑌)–1-1→(((1st ‘𝐿)‘𝑋)𝑁((1st ‘𝐿)‘𝑌)))

Proof of Theorem diag2f1

Dummy variables 𝑓 𝑔 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		diag2f1.a	. . 3 ⊢ 𝐴 = (Base‘𝐶)
2		diag2f1.h	. . 3 ⊢ 𝐻 = (Hom ‘𝐶)
3		eqid 2760	. . . 4 ⊢ (𝐷 FuncCat 𝐶) = (𝐷 FuncCat 𝐶)
4		diag2f1.n	. . . 4 ⊢ 𝑁 = (𝐷 Nat 𝐶)
5	3, 4	fuchom 18139	. . 3 ⊢ 𝑁 = (Hom ‘(𝐷 FuncCat 𝐶))
6		diag2f1.l	. . . . 5 ⊢ 𝐿 = (𝐶Δfunc𝐷)
7		diag2f1.c	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ Cat)
8		diag2f1.d	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ Cat)
9	6, 7, 8, 3	diagcl 18415	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐿 ∈ (𝐶 Func (𝐷 FuncCat 𝐶)))
10	9	func1st2nd 50184	. . 3 ⊢ (𝜑 → (1st ‘𝐿)(𝐶 Func (𝐷 FuncCat 𝐶))(2nd ‘𝐿))
11		diag2f1.x	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐴)
12		diag2f1.y	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝐴)
13	1, 2, 5, 10, 11, 12	funcf2 18043	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑋(2nd ‘𝐿)𝑌):(𝑋𝐻𝑌)⟶(((1st ‘𝐿)‘𝑋)𝑁((1st ‘𝐿)‘𝑌)))
14		diag2f1.b	. . . 4 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐷)
15	7	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))) → 𝐶 ∈ Cat)
16	8	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))) → 𝐷 ∈ Cat)
17	11	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))) → 𝑋 ∈ 𝐴)
18	12	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))) → 𝑌 ∈ 𝐴)
19		diag2f1.0	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ≠ ∅)
20	19	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))) → 𝐵 ≠ ∅)
21		simprl 783	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))) → 𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌))
22		simprr 785	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))) → 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))
23	6, 1, 14, 2, 15, 16, 17, 18, 20, 21, 22	diag2f1lem 50416	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))) → (((𝑋(2nd ‘𝐿)𝑌)‘𝑓) = ((𝑋(2nd ‘𝐿)𝑌)‘𝑔) → 𝑓 = 𝑔))
24	23	ralrimivva 3205	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌)∀𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌)(((𝑋(2nd ‘𝐿)𝑌)‘𝑓) = ((𝑋(2nd ‘𝐿)𝑌)‘𝑔) → 𝑓 = 𝑔))
25		dff13 7258	. 2 ⊢ ((𝑋(2nd ‘𝐿)𝑌):(𝑋𝐻𝑌)–1-1→(((1st ‘𝐿)‘𝑋)𝑁((1st ‘𝐿)‘𝑌)) ↔ ((𝑋(2nd ‘𝐿)𝑌):(𝑋𝐻𝑌)⟶(((1st ‘𝐿)‘𝑋)𝑁((1st ‘𝐿)‘𝑌)) ∧ ∀𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌)∀𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌)(((𝑋(2nd ‘𝐿)𝑌)‘𝑓) = ((𝑋(2nd ‘𝐿)𝑌)‘𝑔) → 𝑓 = 𝑔)))
26	13, 24, 25	sylanbrc 595	1 ⊢ (𝜑 → (𝑋(2nd ‘𝐿)𝑌):(𝑋𝐻𝑌)–1-1→(((1st ‘𝐿)‘𝑋)𝑁((1st ‘𝐿)‘𝑌)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  ∀wral 3076  ∅c0 4278  ⟶wf 6534  –1-1→wf1 6535  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  1^st c1st 7999  2^nd c2nd 8000  Basecbs 17387  Hom chom 17439  Catccat 17838   Nat cnat 18119   FuncCat cfuc 18120  Δ_funccdiag 18386

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-tp 4588  df-op 4590  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-er 8717  df-map 8849  df-ixp 8926  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-fz 13640  df-struct 17325  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-hom 17452  df-cco 17453  df-cat 17842  df-cid 17843  df-func 18033  df-nat 18121  df-fuc 18122  df-xpc 18346  df-1stf 18347  df-curf 18388  df-diag 18390

This theorem is used by:  diag2f1o  50645