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Theorem discsubc 49251
Description: A discrete category, whose only morphisms are the identity morphisms, is a subcategory. (Contributed by Zhi Wang, 1-Nov-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
discsubc.j 𝐽 = (𝑥𝑆, 𝑦𝑆 ↦ if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅))
discsubc.b 𝐵 = (Base‘𝐶)
discsubc.i 𝐼 = (Id‘𝐶)
discsubc.s (𝜑𝑆𝐵)
discsubc.c (𝜑𝐶 ∈ Cat)
Assertion
Ref Expression
discsubc (𝜑𝐽 ∈ (Subcat‘𝐶))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑆,𝑦   𝑥,𝐼,𝑦
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦)   𝐵(𝑥,𝑦)   𝐶(𝑥,𝑦)   𝐽(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem discsubc
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑐 𝑓 𝑔 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 discsubc.s . . 3 (𝜑𝑆𝐵)
2 eqeq12 2751 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → (𝑥 = 𝑦𝑎 = 𝑏))
3 simpl 482 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → 𝑥 = 𝑎)
43fveq2d 6836 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → (𝐼𝑥) = (𝐼𝑎))
54sneqd 4590 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → {(𝐼𝑥)} = {(𝐼𝑎)})
62, 5ifbieq1d 4502 . . . . . . 7 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅) = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
7 discsubc.j . . . . . . 7 𝐽 = (𝑥𝑆, 𝑦𝑆 ↦ if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅))
8 snex 5379 . . . . . . . 8 {(𝐼𝑎)} ∈ V
9 0ex 5250 . . . . . . . 8 ∅ ∈ V
108, 9ifex 4528 . . . . . . 7 if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ∈ V
116, 7, 10ovmpoa 7511 . . . . . 6 ((𝑎𝑆𝑏𝑆) → (𝑎𝐽𝑏) = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
1211adantl 481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) → (𝑎𝐽𝑏) = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
13 sseq1 3957 . . . . . 6 ({(𝐼𝑎)} = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) → ({(𝐼𝑎)} ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏) ↔ if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏)))
14 sseq1 3957 . . . . . 6 (∅ = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) → (∅ ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏) ↔ if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏)))
15 discsubc.b . . . . . . . . 9 𝐵 = (Base‘𝐶)
16 eqid 2734 . . . . . . . . 9 (Hom ‘𝐶) = (Hom ‘𝐶)
17 discsubc.i . . . . . . . . 9 𝐼 = (Id‘𝐶)
18 discsubc.c . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐶 ∈ Cat)
1918ad2antrr 726 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝐶 ∈ Cat)
201ad2antrr 726 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝑆𝐵)
21 simplrl 776 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝑎𝑆)
2220, 21sseldd 3932 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝑎𝐵)
2315, 16, 17, 19, 22catidcl 17603 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎))
24 eqid 2734 . . . . . . . . . 10 (Homf𝐶) = (Homf𝐶)
2524, 15, 16, 22, 22homfval 17613 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝑎(Homf𝐶)𝑎) = (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎))
26 simpr 484 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝑎 = 𝑏)
2726oveq2d 7372 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝑎(Homf𝐶)𝑎) = (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
2825, 27eqtr3d 2771 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎) = (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
2923, 28eleqtrd 2836 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3029snssd 4763 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → {(𝐼𝑎)} ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
31 0ss 4350 . . . . . . 7 ∅ ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏)
3231a1i 11 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ ¬ 𝑎 = 𝑏) → ∅ ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3313, 14, 30, 32ifbothda 4516 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3412, 33eqsstrd 3966 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) → (𝑎𝐽𝑏) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3534ralrimivva 3177 . . 3 (𝜑 → ∀𝑎𝑆𝑏𝑆 (𝑎𝐽𝑏) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
367discsubclem 49250 . . . . 5 𝐽 Fn (𝑆 × 𝑆)
3736a1i 11 . . . 4 (𝜑𝐽 Fn (𝑆 × 𝑆))
3824, 15homffn 17614 . . . . 5 (Homf𝐶) Fn (𝐵 × 𝐵)
3938a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (Homf𝐶) Fn (𝐵 × 𝐵))
4015fvexi 6846 . . . . 5 𝐵 ∈ V
4140a1i 11 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ V)
4237, 39, 41isssc 17742 . . 3 (𝜑 → (𝐽cat (Homf𝐶) ↔ (𝑆𝐵 ∧ ∀𝑎𝑆𝑏𝑆 (𝑎𝐽𝑏) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))))
431, 35, 42mpbir2and 713 . 2 (𝜑𝐽cat (Homf𝐶))
44 fvex 6845 . . . . . 6 (𝐼𝑎) ∈ V
4544snid 4617 . . . . 5 (𝐼𝑎) ∈ {(𝐼𝑎)}
46 simpr 484 . . . . . 6 ((𝜑𝑎𝑆) → 𝑎𝑆)
47 equtr2 2028 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → 𝑥 = 𝑦)
4847iftrued 4485 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅) = {(𝐼𝑥)})
49 simpl 482 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → 𝑥 = 𝑎)
5049fveq2d 6836 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → (𝐼𝑥) = (𝐼𝑎))
5150sneqd 4590 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → {(𝐼𝑥)} = {(𝐼𝑎)})
5248, 51eqtrd 2769 . . . . . . 7 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅) = {(𝐼𝑎)})
5352, 7, 8ovmpoa 7511 . . . . . 6 ((𝑎𝑆𝑎𝑆) → (𝑎𝐽𝑎) = {(𝐼𝑎)})
5446, 46, 53syl2anc 584 . . . . 5 ((𝜑𝑎𝑆) → (𝑎𝐽𝑎) = {(𝐼𝑎)})
5545, 54eleqtrrid 2841 . . . 4 ((𝜑𝑎𝑆) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎𝐽𝑎))
5645a1i 11 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝐼𝑎) ∈ {(𝐼𝑎)})
57 simprl 770 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏))
5846ad2antrr 726 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑎𝑆)
59 simplrl 776 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑏𝑆)
6058, 59, 11syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑎𝐽𝑏) = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
6157, 60eleqtrd 2836 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑓 ∈ if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
6261ne0d 4292 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ≠ ∅)
63 iffalse 4486 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑎 = 𝑏 → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) = ∅)
6463necon1ai 2957 . . . . . . . . . . . . 13 (if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ≠ ∅ → 𝑎 = 𝑏)
6562, 64syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑎 = 𝑏)
6665opeq2d 4834 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → ⟨𝑎, 𝑎⟩ = ⟨𝑎, 𝑏⟩)
67 simprr 772 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))
68 eqeq12 2751 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → (𝑥 = 𝑦𝑏 = 𝑐))
69 simpl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → 𝑥 = 𝑏)
7069fveq2d 6836 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → (𝐼𝑥) = (𝐼𝑏))
7170sneqd 4590 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → {(𝐼𝑥)} = {(𝐼𝑏)})
7268, 71ifbieq1d 4502 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅) = if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
73 snex 5379 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 {(𝐼𝑏)} ∈ V
7473, 9ifex 4528 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) ∈ V
7572, 7, 74ovmpoa 7511 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑏𝑆𝑐𝑆) → (𝑏𝐽𝑐) = if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
7675ad2antlr 727 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑏𝐽𝑐) = if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
7767, 76eleqtrd 2836 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 ∈ if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
7877ne0d 4292 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) ≠ ∅)
79 iffalse 4486 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑏 = 𝑐 → if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) = ∅)
8079necon1ai 2957 . . . . . . . . . . . . 13 (if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) ≠ ∅ → 𝑏 = 𝑐)
8178, 80syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑏 = 𝑐)
8265, 81eqtrd 2769 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑎 = 𝑐)
8366, 82oveq12d 7374 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (⟨𝑎, 𝑎⟩(comp‘𝐶)𝑎) = (⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐))
8483eqcomd 2740 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐) = (⟨𝑎, 𝑎⟩(comp‘𝐶)𝑎))
8581iftrued 4485 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) = {(𝐼𝑏)})
8677, 85eleqtrd 2836 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 ∈ {(𝐼𝑏)})
8786elsnd 4596 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 = (𝐼𝑏))
8865fveq2d 6836 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝐼𝑎) = (𝐼𝑏))
8987, 88eqtr4d 2772 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 = (𝐼𝑎))
9065iftrued 4485 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) = {(𝐼𝑎)})
9161, 90eleqtrd 2836 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑓 ∈ {(𝐼𝑎)})
9291elsnd 4596 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑓 = (𝐼𝑎))
9384, 89, 92oveq123d 7377 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) = ((𝐼𝑎)(⟨𝑎, 𝑎⟩(comp‘𝐶)𝑎)(𝐼𝑎)))
9418ad3antrrr 730 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝐶 ∈ Cat)
951ad3antrrr 730 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑆𝐵)
9695, 58sseldd 3932 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑎𝐵)
97 eqid 2734 . . . . . . . . 9 (comp‘𝐶) = (comp‘𝐶)
9815, 16, 17, 94, 96catidcl 17603 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎))
9915, 16, 17, 94, 96, 97, 96, 98catlid 17604 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → ((𝐼𝑎)(⟨𝑎, 𝑎⟩(comp‘𝐶)𝑎)(𝐼𝑎)) = (𝐼𝑎))
10093, 99eqtrd 2769 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) = (𝐼𝑎))
10182oveq2d 7372 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑎𝐽𝑎) = (𝑎𝐽𝑐))
10258, 58, 53syl2anc 584 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑎𝐽𝑎) = {(𝐼𝑎)})
103101, 102eqtr3d 2771 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑎𝐽𝑐) = {(𝐼𝑎)})
10456, 100, 1033eltr4d 2849 . . . . . 6 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐))
105104ralrimivva 3177 . . . . 5 (((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) → ∀𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏)∀𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐)(𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐))
106105ralrimivva 3177 . . . 4 ((𝜑𝑎𝑆) → ∀𝑏𝑆𝑐𝑆𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏)∀𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐)(𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐))
10755, 106jca 511 . . 3 ((𝜑𝑎𝑆) → ((𝐼𝑎) ∈ (𝑎𝐽𝑎) ∧ ∀𝑏𝑆𝑐𝑆𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏)∀𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐)(𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐)))
108107ralrimiva 3126 . 2 (𝜑 → ∀𝑎𝑆 ((𝐼𝑎) ∈ (𝑎𝐽𝑎) ∧ ∀𝑏𝑆𝑐𝑆𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏)∀𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐)(𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐)))
10924, 17, 97, 18, 37issubc2 17758 . 2 (𝜑 → (𝐽 ∈ (Subcat‘𝐶) ↔ (𝐽cat (Homf𝐶) ∧ ∀𝑎𝑆 ((𝐼𝑎) ∈ (𝑎𝐽𝑎) ∧ ∀𝑏𝑆𝑐𝑆𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏)∀𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐)(𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐)))))
11043, 108, 109mpbir2and 713 1 (𝜑𝐽 ∈ (Subcat‘𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 395   = wceq 1541  wcel 2113  wne 2930  wral 3049  Vcvv 3438  wss 3899  c0 4283  ifcif 4477  {csn 4578  cop 4584   class class class wbr 5096   × cxp 5620   Fn wfn 6485  cfv 6490  (class class class)co 7356  cmpo 7358  Basecbs 17134  Hom chom 17186  compcco 17187  Catccat 17585  Idccid 17586  Homf chomf 17587  cat cssc 17729  Subcatcsubc 17731
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2182  ax-ext 2706  ax-rep 5222  ax-sep 5239  ax-nul 5249  ax-pow 5308  ax-pr 5375  ax-un 7678
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2537  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2809  df-nfc 2883  df-ne 2931  df-ral 3050  df-rex 3059  df-rmo 3348  df-reu 3349  df-rab 3398  df-v 3440  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-nul 4284  df-if 4478  df-pw 4554  df-sn 4579  df-pr 4581  df-op 4585  df-uni 4862  df-iun 4946  df-br 5097  df-opab 5159  df-mpt 5178  df-id 5517  df-xp 5628  df-rel 5629  df-cnv 5630  df-co 5631  df-dm 5632  df-rn 5633  df-res 5634  df-ima 5635  df-iota 6446  df-fun 6492  df-fn 6493  df-f 6494  df-f1 6495  df-fo 6496  df-f1o 6497  df-fv 6498  df-riota 7313  df-ov 7359  df-oprab 7360  df-mpo 7361  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-pm 8764  df-ixp 8834  df-cat 17589  df-cid 17590  df-homf 17591  df-ssc 17732  df-subc 17734
This theorem is referenced by:  iinfconstbaslem  49252
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