Theorem diag2f1 49804

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 2737	. . . 4 ⊢ (𝐷 FuncCat 𝐶) = (𝐷 FuncCat 𝐶)
4		diag2f1.n	. . . 4 ⊢ 𝑁 = (𝐷 Nat 𝐶)
5	3, 4	fuchom 17928	. . 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 18204	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐿 ∈ (𝐶 Func (𝐷 FuncCat 𝐶)))
10	9	func1st2nd 49571	. . 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 17832	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑋(2nd ‘𝐿)𝑌):(𝑋𝐻𝑌)⟶(((1st ‘𝐿)‘𝑋)𝑁((1st ‘𝐿)‘𝑌)))
14		diag2f1.b	. . . 4 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐷)
15	7	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))) → 𝐶 ∈ Cat)
16	8	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))) → 𝐷 ∈ Cat)
17	11	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))) → 𝑋 ∈ 𝐴)
18	12	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))) → 𝑌 ∈ 𝐴)
19		diag2f1.0	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ≠ ∅)
20	19	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))) → 𝐵 ≠ ∅)
21		simprl 771	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))) → 𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌))
22		simprr 773	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))) → 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))
23	6, 1, 14, 2, 15, 16, 17, 18, 20, 21, 22	diag2f1lem 49803	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ 𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌))) → (((𝑋(2nd ‘𝐿)𝑌)‘𝑓) = ((𝑋(2nd ‘𝐿)𝑌)‘𝑔) → 𝑓 = 𝑔))
24	23	ralrimivva 3181	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑓 ∈ (𝑋𝐻𝑌)∀𝑔 ∈ (𝑋𝐻𝑌)(((𝑋(2nd ‘𝐿)𝑌)‘𝑓) = ((𝑋(2nd ‘𝐿)𝑌)‘𝑔) → 𝑓 = 𝑔))
25		dff13 7206	. 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 584	1 ⊢ (𝜑 → (𝑋(2nd ‘𝐿)𝑌):(𝑋𝐻𝑌)–1-1→(((1st ‘𝐿)‘𝑋)𝑁((1st ‘𝐿)‘𝑌)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2933  ∀wral 3052  ∅c0 4274  ⟶wf 6492  –1-1→wf1 6493  ‘cfv 6496  (class class class)co 7364  1^st c1st 7937  2^nd c2nd 7938  Basecbs 17176  Hom chom 17228  Catccat 17627   Nat cnat 17908   FuncCat cfuc 17909  Δ_funccdiag 18175

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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5213  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5306  ax-pr 5374  ax-un 7686  ax-cnex 11091  ax-resscn 11092  ax-1cn 11093  ax-icn 11094  ax-addcl 11095  ax-addrcl 11096  ax-mulcl 11097  ax-mulrcl 11098  ax-mulcom 11099  ax-addass 11100  ax-mulass 11101  ax-distr 11102  ax-i2m1 11103  ax-1ne0 11104  ax-1rid 11105  ax-rnegex 11106  ax-rrecex 11107  ax-cnre 11108  ax-pre-lttri 11109  ax-pre-lttrn 11110  ax-pre-ltadd 11111  ax-pre-mulgt0 11112

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-tp 4573  df-op 4575  df-uni 4852  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5523  df-eprel 5528  df-po 5536  df-so 5537  df-fr 5581  df-we 5583  df-xp 5634  df-rel 5635  df-cnv 5636  df-co 5637  df-dm 5638  df-rn 5639  df-res 5640  df-ima 5641  df-pred 6263  df-ord 6324  df-on 6325  df-lim 6326  df-suc 6327  df-iota 6452  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-riota 7321  df-ov 7367  df-oprab 7368  df-mpo 7369  df-om 7815  df-1st 7939  df-2nd 7940  df-frecs 8228  df-wrecs 8259  df-recs 8308  df-rdg 8346  df-1o 8402  df-er 8640  df-map 8772  df-ixp 8843  df-en 8891  df-dom 8892  df-sdom 8893  df-fin 8894  df-pnf 11178  df-mnf 11179  df-xr 11180  df-ltxr 11181  df-le 11182  df-sub 11376  df-neg 11377  df-nn 12172  df-2 12241  df-3 12242  df-4 12243  df-5 12244  df-6 12245  df-7 12246  df-8 12247  df-9 12248  df-n0 12435  df-z 12522  df-dec 12642  df-uz 12786  df-fz 13459  df-struct 17114  df-slot 17149  df-ndx 17161  df-base 17177  df-hom 17241  df-cco 17242  df-cat 17631  df-cid 17632  df-func 17822  df-nat 17910  df-fuc 17911  df-xpc 18135  df-1stf 18136  df-curf 18177  df-diag 18179

This theorem is referenced by:  diag2f1o  50032