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Theorem discsubc 49901
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 2782 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → (𝑥 = 𝑦𝑎 = 𝑏))
3 simpl 488 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → 𝑥 = 𝑎)
43fveq2d 6889 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → (𝐼𝑥) = (𝐼𝑎))
54sneqd 4603 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → {(𝐼𝑥)} = {(𝐼𝑎)})
62, 5ifbieq1d 4514 . . . . . . 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 5412 . . . . . . . 8 {(𝐼𝑎)} ∈ V
9 0ex 5272 . . . . . . . 8 ∅ ∈ V
108, 9ifex 4540 . . . . . . 7 if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ∈ V
116, 7, 10ovmpoa 7574 . . . . . 6 ((𝑎𝑆𝑏𝑆) → (𝑎𝐽𝑏) = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
1211adantl 487 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) → (𝑎𝐽𝑏) = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
13 sseq1 3963 . . . . . 6 ({(𝐼𝑎)} = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) → ({(𝐼𝑎)} ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏) ↔ if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏)))
14 sseq1 3963 . . . . . 6 (∅ = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) → (∅ ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏) ↔ if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏)))
15 discsubc.b . . . . . . . . 9 𝐵 = (Base‘𝐶)
16 eqid 2765 . . . . . . . . 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 3939 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝑎𝐵)
2315, 16, 17, 19, 22catidcl 17762 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎))
24 eqid 2765 . . . . . . . . . 10 (Homf𝐶) = (Homf𝐶)
2524, 15, 16, 22, 22homfval 17772 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝑎(Homf𝐶)𝑎) = (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎))
26 simpr 490 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝑎 = 𝑏)
2726oveq2d 7435 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝑎(Homf𝐶)𝑎) = (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
2825, 27eqtr3d 2802 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎) = (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
2923, 28eleqtrd 2867 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3029snssd 4754 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → {(𝐼𝑎)} ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
31 0ss 4357 . . . . . . 7 ∅ ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏)
3231a1i 11 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ ¬ 𝑎 = 𝑏) → ∅ ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3313, 14, 30, 32ifbothda 4528 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3412, 33eqsstrd 3972 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) → (𝑎𝐽𝑏) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3534ralrimivva 3210 . . 3 (𝜑 → ∀𝑎𝑆𝑏𝑆 (𝑎𝐽𝑏) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
367discsubclem 49900 . . . . 5 𝐽 Fn (𝑆 × 𝑆)
3736a1i 11 . . . 4 (𝜑𝐽 Fn (𝑆 × 𝑆))
3824, 15homffn 17773 . . . . 5 (Homf𝐶) Fn (𝐵 × 𝐵)
3938a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (Homf𝐶) Fn (𝐵 × 𝐵))
4015fvexi 6899 . . . . 5 𝐵 ∈ V
4140a1i 11 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ V)
4237, 39, 41isssc 17901 . . 3 (𝜑 → (𝐽cat (Homf𝐶) ↔ (𝑆𝐵 ∧ ∀𝑎𝑆𝑏𝑆 (𝑎𝐽𝑏) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))))
431, 35, 42mpbir2and 726 . 2 (𝜑𝐽cat (Homf𝐶))
44 fvex 6898 . . . . . 6 (𝐼𝑎) ∈ V
4544snid 4630 . . . . 5 (𝐼𝑎) ∈ {(𝐼𝑎)}
46 simpr 490 . . . . . 6 ((𝜑𝑎𝑆) → 𝑎𝑆)
47 equtr2 2060 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → 𝑥 = 𝑦)
4847iftrued 4497 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅) = {(𝐼𝑥)})
49 simpl 488 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → 𝑥 = 𝑎)
5049fveq2d 6889 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → (𝐼𝑥) = (𝐼𝑎))
5150sneqd 4603 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → {(𝐼𝑥)} = {(𝐼𝑎)})
5248, 51eqtrd 2800 . . . . . . 7 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅) = {(𝐼𝑎)})
5352, 7, 8ovmpoa 7574 . . . . . 6 ((𝑎𝑆𝑎𝑆) → (𝑎𝐽𝑎) = {(𝐼𝑎)})
5446, 46, 53syl2anc 596 . . . . 5 ((𝜑𝑎𝑆) → (𝑎𝐽𝑎) = {(𝐼𝑎)})
5545, 54eleqtrrid 2872 . . . 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 2867 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑓 ∈ if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
6261ne0d 4295 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ≠ ∅)
63 iffalse 4498 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑎 = 𝑏 → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) = ∅)
6463necon1ai 2987 . . . . . . . . . . . . 13 (if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ≠ ∅ → 𝑎 = 𝑏)
6562, 64syl 18 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑎 = 𝑏)
6665opeq2d 4847 . . . . . . . . . . 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 2782 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → (𝑥 = 𝑦𝑏 = 𝑐))
69 simpl 488 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → 𝑥 = 𝑏)
7069fveq2d 6889 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → (𝐼𝑥) = (𝐼𝑏))
7170sneqd 4603 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → {(𝐼𝑥)} = {(𝐼𝑏)})
7268, 71ifbieq1d 4514 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅) = if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
73 snex 5412 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 {(𝐼𝑏)} ∈ V
7473, 9ifex 4540 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) ∈ V
7572, 7, 74ovmpoa 7574 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑏𝑆𝑐𝑆) → (𝑏𝐽𝑐) = if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
7675ad2antlr 740 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑏𝐽𝑐) = if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
7767, 76eleqtrd 2867 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 ∈ if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
7877ne0d 4295 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) ≠ ∅)
79 iffalse 4498 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑏 = 𝑐 → if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) = ∅)
8079necon1ai 2987 . . . . . . . . . . . . 13 (if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) ≠ ∅ → 𝑏 = 𝑐)
8178, 80syl 18 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑏 = 𝑐)
8265, 81eqtrd 2800 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑎 = 𝑐)
8366, 82oveq12d 7437 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (⟨𝑎, 𝑎⟩(comp‘𝐶)𝑎) = (⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐))
8483eqcomd 2771 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐) = (⟨𝑎, 𝑎⟩(comp‘𝐶)𝑎))
8581iftrued 4497 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) = {(𝐼𝑏)})
8677, 85eleqtrd 2867 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 ∈ {(𝐼𝑏)})
8786elsnd 4609 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 = (𝐼𝑏))
8865fveq2d 6889 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝐼𝑎) = (𝐼𝑏))
8987, 88eqtr4d 2803 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 = (𝐼𝑎))
9065iftrued 4497 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) = {(𝐼𝑎)})
9161, 90eleqtrd 2867 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑓 ∈ {(𝐼𝑎)})
9291elsnd 4609 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑓 = (𝐼𝑎))
9384, 89, 92oveq123d 7440 . . . . . . . 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 3939 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑎𝐵)
97 eqid 2765 . . . . . . . . 9 (comp‘𝐶) = (comp‘𝐶)
9815, 16, 17, 94, 96catidcl 17762 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎))
9915, 16, 17, 94, 96, 97, 96, 98catlid 17763 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → ((𝐼𝑎)(⟨𝑎, 𝑎⟩(comp‘𝐶)𝑎)(𝐼𝑎)) = (𝐼𝑎))
10093, 99eqtrd 2800 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) = (𝐼𝑎))
10182oveq2d 7435 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑎𝐽𝑎) = (𝑎𝐽𝑐))
10258, 58, 53syl2anc 596 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑎𝐽𝑎) = {(𝐼𝑎)})
103101, 102eqtr3d 2802 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑎𝐽𝑐) = {(𝐼𝑎)})
10456, 100, 1033eltr4d 2880 . . . . . 6 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐))
105104ralrimivva 3210 . . . . 5 (((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) → ∀𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏)∀𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐)(𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐))
106105ralrimivva 3210 . . . 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 3159 . 2 (𝜑 → ∀𝑎𝑆 ((𝐼𝑎) ∈ (𝑎𝐽𝑎) ∧ ∀𝑏𝑆𝑐𝑆𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏)∀𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐)(𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐)))
10924, 17, 97, 18, 37issubc2 17917 . 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 2146  wne 2960  wral 3081  Vcvv 3457  wss 3906  c0 4286  ifcif 4489  {csn 4591  cop 4597   class class class wbr 5111   × cxp 5661   Fn wfn 6535  cfv 6540  (class class class)co 7419  cmpo 7421  Basecbs 17293  Hom chom 17345  compcco 17346  Catccat 17744  Idccid 17745  Homf chomf 17746  cat cssc 17888  Subcatcsubc 17890
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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742
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 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-id 5558  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-pm 8833  df-ixp 8902  df-cat 17748  df-cid 17749  df-homf 17750  df-ssc 17891  df-subc 17893
This theorem is used by:  iinfconstbaslem  49902
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