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Theorem discsubc 49175
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 2748 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → (𝑥 = 𝑦𝑎 = 𝑏))
3 simpl 482 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → 𝑥 = 𝑎)
43fveq2d 6826 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → (𝐼𝑥) = (𝐼𝑎))
54sneqd 4585 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → {(𝐼𝑥)} = {(𝐼𝑎)})
62, 5ifbieq1d 4497 . . . . . . 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 5372 . . . . . . . 8 {(𝐼𝑎)} ∈ V
9 0ex 5243 . . . . . . . 8 ∅ ∈ V
108, 9ifex 4523 . . . . . . 7 if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ∈ V
116, 7, 10ovmpoa 7501 . . . . . 6 ((𝑎𝑆𝑏𝑆) → (𝑎𝐽𝑏) = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
1211adantl 481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) → (𝑎𝐽𝑏) = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
13 sseq1 3955 . . . . . 6 ({(𝐼𝑎)} = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) → ({(𝐼𝑎)} ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏) ↔ if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏)))
14 sseq1 3955 . . . . . 6 (∅ = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) → (∅ ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏) ↔ if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏)))
15 discsubc.b . . . . . . . . 9 𝐵 = (Base‘𝐶)
16 eqid 2731 . . . . . . . . 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 3930 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝑎𝐵)
2315, 16, 17, 19, 22catidcl 17588 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎))
24 eqid 2731 . . . . . . . . . 10 (Homf𝐶) = (Homf𝐶)
2524, 15, 16, 22, 22homfval 17598 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝑎(Homf𝐶)𝑎) = (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎))
26 simpr 484 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝑎 = 𝑏)
2726oveq2d 7362 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝑎(Homf𝐶)𝑎) = (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
2825, 27eqtr3d 2768 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎) = (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
2923, 28eleqtrd 2833 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3029snssd 4758 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → {(𝐼𝑎)} ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
31 0ss 4347 . . . . . . 7 ∅ ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏)
3231a1i 11 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ ¬ 𝑎 = 𝑏) → ∅ ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3313, 14, 30, 32ifbothda 4511 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3412, 33eqsstrd 3964 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) → (𝑎𝐽𝑏) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3534ralrimivva 3175 . . 3 (𝜑 → ∀𝑎𝑆𝑏𝑆 (𝑎𝐽𝑏) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
367discsubclem 49174 . . . . 5 𝐽 Fn (𝑆 × 𝑆)
3736a1i 11 . . . 4 (𝜑𝐽 Fn (𝑆 × 𝑆))
3824, 15homffn 17599 . . . . 5 (Homf𝐶) Fn (𝐵 × 𝐵)
3938a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (Homf𝐶) Fn (𝐵 × 𝐵))
4015fvexi 6836 . . . . 5 𝐵 ∈ V
4140a1i 11 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ V)
4237, 39, 41isssc 17727 . . 3 (𝜑 → (𝐽cat (Homf𝐶) ↔ (𝑆𝐵 ∧ ∀𝑎𝑆𝑏𝑆 (𝑎𝐽𝑏) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))))
431, 35, 42mpbir2and 713 . 2 (𝜑𝐽cat (Homf𝐶))
44 fvex 6835 . . . . . 6 (𝐼𝑎) ∈ V
4544snid 4612 . . . . 5 (𝐼𝑎) ∈ {(𝐼𝑎)}
46 simpr 484 . . . . . 6 ((𝜑𝑎𝑆) → 𝑎𝑆)
47 equtr2 2028 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → 𝑥 = 𝑦)
4847iftrued 4480 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅) = {(𝐼𝑥)})
49 simpl 482 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → 𝑥 = 𝑎)
5049fveq2d 6826 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → (𝐼𝑥) = (𝐼𝑎))
5150sneqd 4585 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → {(𝐼𝑥)} = {(𝐼𝑎)})
5248, 51eqtrd 2766 . . . . . . 7 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅) = {(𝐼𝑎)})
5352, 7, 8ovmpoa 7501 . . . . . 6 ((𝑎𝑆𝑎𝑆) → (𝑎𝐽𝑎) = {(𝐼𝑎)})
5446, 46, 53syl2anc 584 . . . . 5 ((𝜑𝑎𝑆) → (𝑎𝐽𝑎) = {(𝐼𝑎)})
5545, 54eleqtrrid 2838 . . . 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 2833 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑓 ∈ if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
6261ne0d 4289 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ≠ ∅)
63 iffalse 4481 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑎 = 𝑏 → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) = ∅)
6463necon1ai 2955 . . . . . . . . . . . . 13 (if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ≠ ∅ → 𝑎 = 𝑏)
6562, 64syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑎 = 𝑏)
6665opeq2d 4829 . . . . . . . . . . 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 2748 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → (𝑥 = 𝑦𝑏 = 𝑐))
69 simpl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → 𝑥 = 𝑏)
7069fveq2d 6826 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → (𝐼𝑥) = (𝐼𝑏))
7170sneqd 4585 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → {(𝐼𝑥)} = {(𝐼𝑏)})
7268, 71ifbieq1d 4497 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅) = if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
73 snex 5372 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 {(𝐼𝑏)} ∈ V
7473, 9ifex 4523 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) ∈ V
7572, 7, 74ovmpoa 7501 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑏𝑆𝑐𝑆) → (𝑏𝐽𝑐) = if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
7675ad2antlr 727 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑏𝐽𝑐) = if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
7767, 76eleqtrd 2833 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 ∈ if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
7877ne0d 4289 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) ≠ ∅)
79 iffalse 4481 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑏 = 𝑐 → if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) = ∅)
8079necon1ai 2955 . . . . . . . . . . . . 13 (if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) ≠ ∅ → 𝑏 = 𝑐)
8178, 80syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑏 = 𝑐)
8265, 81eqtrd 2766 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑎 = 𝑐)
8366, 82oveq12d 7364 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (⟨𝑎, 𝑎⟩(comp‘𝐶)𝑎) = (⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐))
8483eqcomd 2737 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐) = (⟨𝑎, 𝑎⟩(comp‘𝐶)𝑎))
8581iftrued 4480 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) = {(𝐼𝑏)})
8677, 85eleqtrd 2833 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 ∈ {(𝐼𝑏)})
8786elsnd 4591 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 = (𝐼𝑏))
8865fveq2d 6826 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝐼𝑎) = (𝐼𝑏))
8987, 88eqtr4d 2769 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 = (𝐼𝑎))
9065iftrued 4480 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) = {(𝐼𝑎)})
9161, 90eleqtrd 2833 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑓 ∈ {(𝐼𝑎)})
9291elsnd 4591 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑓 = (𝐼𝑎))
9384, 89, 92oveq123d 7367 . . . . . . . 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 3930 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑎𝐵)
97 eqid 2731 . . . . . . . . 9 (comp‘𝐶) = (comp‘𝐶)
9815, 16, 17, 94, 96catidcl 17588 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎))
9915, 16, 17, 94, 96, 97, 96, 98catlid 17589 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → ((𝐼𝑎)(⟨𝑎, 𝑎⟩(comp‘𝐶)𝑎)(𝐼𝑎)) = (𝐼𝑎))
10093, 99eqtrd 2766 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) = (𝐼𝑎))
10182oveq2d 7362 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑎𝐽𝑎) = (𝑎𝐽𝑐))
10258, 58, 53syl2anc 584 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑎𝐽𝑎) = {(𝐼𝑎)})
103101, 102eqtr3d 2768 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑎𝐽𝑐) = {(𝐼𝑎)})
10456, 100, 1033eltr4d 2846 . . . . . 6 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐))
105104ralrimivva 3175 . . . . 5 (((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) → ∀𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏)∀𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐)(𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐))
106105ralrimivva 3175 . . . 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 3124 . 2 (𝜑 → ∀𝑎𝑆 ((𝐼𝑎) ∈ (𝑎𝐽𝑎) ∧ ∀𝑏𝑆𝑐𝑆𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏)∀𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐)(𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐)))
10924, 17, 97, 18, 37issubc2 17743 . 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 2111  wne 2928  wral 3047  Vcvv 3436  wss 3897  c0 4280  ifcif 4472  {csn 4573  cop 4579   class class class wbr 5089   × cxp 5612   Fn wfn 6476  cfv 6481  (class class class)co 7346  cmpo 7348  Basecbs 17120  Hom chom 17172  compcco 17173  Catccat 17570  Idccid 17571  Homf chomf 17572  cat cssc 17714  Subcatcsubc 17716
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 2113  ax-9 2121  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2180  ax-ext 2703  ax-rep 5215  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5301  ax-pr 5368  ax-un 7668
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 2535  df-eu 2564  df-clab 2710  df-cleq 2723  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2929  df-ral 3048  df-rex 3057  df-rmo 3346  df-reu 3347  df-rab 3396  df-v 3438  df-sbc 3737  df-csb 3846  df-dif 3900  df-un 3902  df-in 3904  df-ss 3914  df-nul 4281  df-if 4473  df-pw 4549  df-sn 4574  df-pr 4576  df-op 4580  df-uni 4857  df-iun 4941  df-br 5090  df-opab 5152  df-mpt 5171  df-id 5509  df-xp 5620  df-rel 5621  df-cnv 5622  df-co 5623  df-dm 5624  df-rn 5625  df-res 5626  df-ima 5627  df-iota 6437  df-fun 6483  df-fn 6484  df-f 6485  df-f1 6486  df-fo 6487  df-f1o 6488  df-fv 6489  df-riota 7303  df-ov 7349  df-oprab 7350  df-mpo 7351  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-pm 8753  df-ixp 8822  df-cat 17574  df-cid 17575  df-homf 17576  df-ssc 17717  df-subc 17719
This theorem is referenced by:  iinfconstbaslem  49176
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