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Theorem discsubc 49991
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 2777 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → (𝑥 = 𝑦𝑎 = 𝑏))
3 simpl 488 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → 𝑥 = 𝑎)
43fveq2d 6883 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → (𝐼𝑥) = (𝐼𝑎))
54sneqd 4596 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → {(𝐼𝑥)} = {(𝐼𝑎)})
62, 5ifbieq1d 4507 . . . . . . 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 5404 . . . . . . . 8 {(𝐼𝑎)} ∈ V
9 0ex 5264 . . . . . . . 8 ∅ ∈ V
108, 9ifex 4533 . . . . . . 7 if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ∈ V
116, 7, 10ovmpoa 7569 . . . . . 6 ((𝑎𝑆𝑏𝑆) → (𝑎𝐽𝑏) = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
1211adantl 487 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) → (𝑎𝐽𝑏) = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
13 sseq1 3956 . . . . . 6 ({(𝐼𝑎)} = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) → ({(𝐼𝑎)} ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏) ↔ if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏)))
14 sseq1 3956 . . . . . 6 (∅ = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) → (∅ ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏) ↔ if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏)))
15 discsubc.b . . . . . . . . 9 𝐵 = (Base‘𝐶)
16 eqid 2760 . . . . . . . . 9 (Hom ‘𝐶) = (Hom ‘𝐶)
17 discsubc.i . . . . . . . . 9 𝐼 = (Id‘𝐶)
18 discsubc.c . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐶 ∈ Cat)
1918ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝐶 ∈ Cat)
201ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝑆𝐵)
21 simplrl 789 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝑎𝑆)
2220, 21sseldd 3932 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝑎𝐵)
2315, 16, 17, 19, 22catidcl 17771 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎))
24 eqid 2760 . . . . . . . . . 10 (Homf𝐶) = (Homf𝐶)
2524, 15, 16, 22, 22homfval 17781 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝑎(Homf𝐶)𝑎) = (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎))
26 simpr 490 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝑎 = 𝑏)
2726oveq2d 7430 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝑎(Homf𝐶)𝑎) = (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
2825, 27eqtr3d 2797 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎) = (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
2923, 28eleqtrd 2862 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3029snssd 4747 . . . . . 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 4521 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3412, 33eqsstrd 3965 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) → (𝑎𝐽𝑏) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3534ralrimivva 3205 . . 3 (𝜑 → ∀𝑎𝑆𝑏𝑆 (𝑎𝐽𝑏) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
367discsubclem 49990 . . . . 5 𝐽 Fn (𝑆 × 𝑆)
3736a1i 11 . . . 4 (𝜑𝐽 Fn (𝑆 × 𝑆))
3824, 15homffn 17782 . . . . 5 (Homf𝐶) Fn (𝐵 × 𝐵)
3938a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (Homf𝐶) Fn (𝐵 × 𝐵))
4015fvexi 6893 . . . . 5 𝐵 ∈ V
4140a1i 11 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ V)
4237, 39, 41isssc 17910 . . 3 (𝜑 → (𝐽cat (Homf𝐶) ↔ (𝑆𝐵 ∧ ∀𝑎𝑆𝑏𝑆 (𝑎𝐽𝑏) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))))
431, 35, 42mpbir2and 726 . 2 (𝜑𝐽cat (Homf𝐶))
44 fvex 6892 . . . . . 6 (𝐼𝑎) ∈ V
4544snid 4623 . . . . 5 (𝐼𝑎) ∈ {(𝐼𝑎)}
46 simpr 490 . . . . . 6 ((𝜑𝑎𝑆) → 𝑎𝑆)
47 equtr2 2060 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → 𝑥 = 𝑦)
4847iftrued 4490 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅) = {(𝐼𝑥)})
49 simpl 488 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → 𝑥 = 𝑎)
5049fveq2d 6883 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → (𝐼𝑥) = (𝐼𝑎))
5150sneqd 4596 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → {(𝐼𝑥)} = {(𝐼𝑎)})
5248, 51eqtrd 2795 . . . . . . 7 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅) = {(𝐼𝑎)})
5352, 7, 8ovmpoa 7569 . . . . . 6 ((𝑎𝑆𝑎𝑆) → (𝑎𝐽𝑎) = {(𝐼𝑎)})
5446, 46, 53syl2anc 596 . . . . 5 ((𝜑𝑎𝑆) → (𝑎𝐽𝑎) = {(𝐼𝑎)})
5545, 54eleqtrrid 2867 . . . 4 ((𝜑𝑎𝑆) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎𝐽𝑎))
5645a1i 11 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝐼𝑎) ∈ {(𝐼𝑎)})
57 simprl 783 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏))
5846ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑎𝑆)
59 simplrl 789 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑏𝑆)
6058, 59, 11syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑎𝐽𝑏) = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
6157, 60eleqtrd 2862 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑓 ∈ if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
6261ne0d 4288 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ≠ ∅)
63 iffalse 4491 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑎 = 𝑏 → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) = ∅)
6463necon1ai 2982 . . . . . . . . . . . . 13 (if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ≠ ∅ → 𝑎 = 𝑏)
6562, 64syl 18 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑎 = 𝑏)
6665opeq2d 4840 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → ⟨𝑎, 𝑎⟩ = ⟨𝑎, 𝑏⟩)
67 simprr 785 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))
68 eqeq12 2777 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → (𝑥 = 𝑦𝑏 = 𝑐))
69 simpl 488 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → 𝑥 = 𝑏)
7069fveq2d 6883 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → (𝐼𝑥) = (𝐼𝑏))
7170sneqd 4596 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → {(𝐼𝑥)} = {(𝐼𝑏)})
7268, 71ifbieq1d 4507 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅) = if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
73 snex 5404 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 {(𝐼𝑏)} ∈ V
7473, 9ifex 4533 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) ∈ V
7572, 7, 74ovmpoa 7569 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑏𝑆𝑐𝑆) → (𝑏𝐽𝑐) = if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
7675ad2antlr 740 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑏𝐽𝑐) = if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
7767, 76eleqtrd 2862 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 ∈ if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
7877ne0d 4288 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) ≠ ∅)
79 iffalse 4491 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑏 = 𝑐 → if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) = ∅)
8079necon1ai 2982 . . . . . . . . . . . . 13 (if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) ≠ ∅ → 𝑏 = 𝑐)
8178, 80syl 18 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑏 = 𝑐)
8265, 81eqtrd 2795 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑎 = 𝑐)
8366, 82oveq12d 7432 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (⟨𝑎, 𝑎⟩(comp‘𝐶)𝑎) = (⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐))
8483eqcomd 2766 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐) = (⟨𝑎, 𝑎⟩(comp‘𝐶)𝑎))
8581iftrued 4490 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) = {(𝐼𝑏)})
8677, 85eleqtrd 2862 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 ∈ {(𝐼𝑏)})
8786elsnd 4602 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 = (𝐼𝑏))
8865fveq2d 6883 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝐼𝑎) = (𝐼𝑏))
8987, 88eqtr4d 2798 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 = (𝐼𝑎))
9065iftrued 4490 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) = {(𝐼𝑎)})
9161, 90eleqtrd 2862 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑓 ∈ {(𝐼𝑎)})
9291elsnd 4602 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑓 = (𝐼𝑎))
9384, 89, 92oveq123d 7435 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) = ((𝐼𝑎)(⟨𝑎, 𝑎⟩(comp‘𝐶)𝑎)(𝐼𝑎)))
9418ad3antrrr 743 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝐶 ∈ Cat)
951ad3antrrr 743 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑆𝐵)
9695, 58sseldd 3932 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑎𝐵)
97 eqid 2760 . . . . . . . . 9 (comp‘𝐶) = (comp‘𝐶)
9815, 16, 17, 94, 96catidcl 17771 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎))
9915, 16, 17, 94, 96, 97, 96, 98catlid 17772 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → ((𝐼𝑎)(⟨𝑎, 𝑎⟩(comp‘𝐶)𝑎)(𝐼𝑎)) = (𝐼𝑎))
10093, 99eqtrd 2795 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) = (𝐼𝑎))
10182oveq2d 7430 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑎𝐽𝑎) = (𝑎𝐽𝑐))
10258, 58, 53syl2anc 596 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑎𝐽𝑎) = {(𝐼𝑎)})
103101, 102eqtr3d 2797 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑎𝐽𝑐) = {(𝐼𝑎)})
10456, 100, 1033eltr4d 2875 . . . . . 6 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐))
105104ralrimivva 3205 . . . . 5 (((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) → ∀𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏)∀𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐)(𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐))
106105ralrimivva 3205 . . . 4 ((𝜑𝑎𝑆) → ∀𝑏𝑆𝑐𝑆𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏)∀𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐)(𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐))
10755, 106jca 521 . . 3 ((𝜑𝑎𝑆) → ((𝐼𝑎) ∈ (𝑎𝐽𝑎) ∧ ∀𝑏𝑆𝑐𝑆𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏)∀𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐)(𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐)))
108107ralrimiva 3154 . 2 (𝜑 → ∀𝑎𝑆 ((𝐼𝑎) ∈ (𝑎𝐽𝑎) ∧ ∀𝑏𝑆𝑐𝑆𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏)∀𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐)(𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐)))
10924, 17, 97, 18, 37issubc2 17926 . 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 726 1 (𝜑𝐽 ∈ (Subcat‘𝐶))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3  wi 4  wa 401   = wceq 1570  wcel 2145  wne 2955  wral 3076  Vcvv 3450  wss 3899  c0 4279  ifcif 4482  {csn 4584  cop 4590   class class class wbr 5103   × cxp 5653   Fn wfn 6528  cfv 6533  (class class class)co 7414  cmpo 7416  Basecbs 17302  Hom chom 17354  compcco 17355  Catccat 17753  Idccid 17754  Homf chomf 17755  cat cssc 17897  Subcatcsubc 17899
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7737
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-id 5550  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-pm 8830  df-ixp 8906  df-cat 17757  df-cid 17758  df-homf 17759  df-ssc 17900  df-subc 17902
This theorem is used by:  iinfconstbaslem  49992
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