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Theorem discsubc 49554
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 2756 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → (𝑥 = 𝑦𝑎 = 𝑏))
3 simpl 483 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → 𝑥 = 𝑎)
43fveq2d 6831 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → (𝐼𝑥) = (𝐼𝑎))
54sneqd 4567 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑏) → {(𝐼𝑥)} = {(𝐼𝑎)})
62, 5ifbieq1d 4479 . . . . . . 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 5368 . . . . . . . 8 {(𝐼𝑎)} ∈ V
9 0ex 5229 . . . . . . . 8 ∅ ∈ V
108, 9ifex 4505 . . . . . . 7 if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ∈ V
116, 7, 10ovmpoa 7511 . . . . . 6 ((𝑎𝑆𝑏𝑆) → (𝑎𝐽𝑏) = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
1211adantl 482 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) → (𝑎𝐽𝑏) = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
13 sseq1 3940 . . . . . 6 ({(𝐼𝑎)} = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) → ({(𝐼𝑎)} ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏) ↔ if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏)))
14 sseq1 3940 . . . . . 6 (∅ = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) → (∅ ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏) ↔ if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏)))
15 discsubc.b . . . . . . . . 9 𝐵 = (Base‘𝐶)
16 eqid 2739 . . . . . . . . 9 (Hom ‘𝐶) = (Hom ‘𝐶)
17 discsubc.i . . . . . . . . 9 𝐼 = (Id‘𝐶)
18 discsubc.c . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐶 ∈ Cat)
1918ad2antrr 732 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝐶 ∈ Cat)
201ad2antrr 732 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝑆𝐵)
21 simplrl 782 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝑎𝑆)
2220, 21sseldd 3916 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝑎𝐵)
2315, 16, 17, 19, 22catidcl 17639 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎))
24 eqid 2739 . . . . . . . . . 10 (Homf𝐶) = (Homf𝐶)
2524, 15, 16, 22, 22homfval 17649 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝑎(Homf𝐶)𝑎) = (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎))
26 simpr 485 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → 𝑎 = 𝑏)
2726oveq2d 7372 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝑎(Homf𝐶)𝑎) = (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
2825, 27eqtr3d 2776 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎) = (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
2923, 28eleqtrd 2841 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3029snssd 4718 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ 𝑎 = 𝑏) → {(𝐼𝑎)} ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
31 0ss 4328 . . . . . . 7 ∅ ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏)
3231a1i 11 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) ∧ ¬ 𝑎 = 𝑏) → ∅ ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3313, 14, 30, 32ifbothda 4493 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3412, 33eqsstrd 3949 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑆𝑏𝑆)) → (𝑎𝐽𝑏) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
3534ralrimivva 3182 . . 3 (𝜑 → ∀𝑎𝑆𝑏𝑆 (𝑎𝐽𝑏) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))
367discsubclem 49553 . . . . 5 𝐽 Fn (𝑆 × 𝑆)
3736a1i 11 . . . 4 (𝜑𝐽 Fn (𝑆 × 𝑆))
3824, 15homffn 17650 . . . . 5 (Homf𝐶) Fn (𝐵 × 𝐵)
3938a1i 11 . . . 4 (𝜑 → (Homf𝐶) Fn (𝐵 × 𝐵))
4015fvexi 6841 . . . . 5 𝐵 ∈ V
4140a1i 11 . . . 4 (𝜑𝐵 ∈ V)
4237, 39, 41isssc 17778 . . 3 (𝜑 → (𝐽cat (Homf𝐶) ↔ (𝑆𝐵 ∧ ∀𝑎𝑆𝑏𝑆 (𝑎𝐽𝑏) ⊆ (𝑎(Homf𝐶)𝑏))))
431, 35, 42mpbir2and 719 . 2 (𝜑𝐽cat (Homf𝐶))
44 fvex 6840 . . . . . 6 (𝐼𝑎) ∈ V
4544snid 4594 . . . . 5 (𝐼𝑎) ∈ {(𝐼𝑎)}
46 simpr 485 . . . . . 6 ((𝜑𝑎𝑆) → 𝑎𝑆)
47 equtr2 2034 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → 𝑥 = 𝑦)
4847iftrued 4462 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅) = {(𝐼𝑥)})
49 simpl 483 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → 𝑥 = 𝑎)
5049fveq2d 6831 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → (𝐼𝑥) = (𝐼𝑎))
5150sneqd 4567 . . . . . . . 8 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → {(𝐼𝑥)} = {(𝐼𝑎)})
5248, 51eqtrd 2774 . . . . . . 7 ((𝑥 = 𝑎𝑦 = 𝑎) → if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅) = {(𝐼𝑎)})
5352, 7, 8ovmpoa 7511 . . . . . 6 ((𝑎𝑆𝑎𝑆) → (𝑎𝐽𝑎) = {(𝐼𝑎)})
5446, 46, 53syl2anc 590 . . . . 5 ((𝜑𝑎𝑆) → (𝑎𝐽𝑎) = {(𝐼𝑎)})
5545, 54eleqtrrid 2846 . . . 4 ((𝜑𝑎𝑆) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎𝐽𝑎))
5645a1i 11 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝐼𝑎) ∈ {(𝐼𝑎)})
57 simprl 776 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏))
5846ad2antrr 732 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑎𝑆)
59 simplrl 782 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑏𝑆)
6058, 59, 11syl2anc 590 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑎𝐽𝑏) = if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
6157, 60eleqtrd 2841 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑓 ∈ if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅))
6261ne0d 4270 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ≠ ∅)
63 iffalse 4463 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑎 = 𝑏 → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) = ∅)
6463necon1ai 2961 . . . . . . . . . . . . 13 (if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) ≠ ∅ → 𝑎 = 𝑏)
6562, 64syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑎 = 𝑏)
6665opeq2d 4811 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → ⟨𝑎, 𝑎⟩ = ⟨𝑎, 𝑏⟩)
67 simprr 778 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))
68 eqeq12 2756 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → (𝑥 = 𝑦𝑏 = 𝑐))
69 simpl 483 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → 𝑥 = 𝑏)
7069fveq2d 6831 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → (𝐼𝑥) = (𝐼𝑏))
7170sneqd 4567 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → {(𝐼𝑥)} = {(𝐼𝑏)})
7268, 71ifbieq1d 4479 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑥 = 𝑏𝑦 = 𝑐) → if(𝑥 = 𝑦, {(𝐼𝑥)}, ∅) = if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
73 snex 5368 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 {(𝐼𝑏)} ∈ V
7473, 9ifex 4505 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) ∈ V
7572, 7, 74ovmpoa 7511 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑏𝑆𝑐𝑆) → (𝑏𝐽𝑐) = if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
7675ad2antlr 733 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑏𝐽𝑐) = if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
7767, 76eleqtrd 2841 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 ∈ if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅))
7877ne0d 4270 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) ≠ ∅)
79 iffalse 4463 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑏 = 𝑐 → if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) = ∅)
8079necon1ai 2961 . . . . . . . . . . . . 13 (if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) ≠ ∅ → 𝑏 = 𝑐)
8178, 80syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑏 = 𝑐)
8265, 81eqtrd 2774 . . . . . . . . . . 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 2745 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐) = (⟨𝑎, 𝑎⟩(comp‘𝐶)𝑎))
8581iftrued 4462 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑏 = 𝑐, {(𝐼𝑏)}, ∅) = {(𝐼𝑏)})
8677, 85eleqtrd 2841 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 ∈ {(𝐼𝑏)})
8786elsnd 4573 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 = (𝐼𝑏))
8865fveq2d 6831 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝐼𝑎) = (𝐼𝑏))
8987, 88eqtr4d 2777 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑔 = (𝐼𝑎))
9065iftrued 4462 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → if(𝑎 = 𝑏, {(𝐼𝑎)}, ∅) = {(𝐼𝑎)})
9161, 90eleqtrd 2841 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑓 ∈ {(𝐼𝑎)})
9291elsnd 4573 . . . . . . . . 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 736 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝐶 ∈ Cat)
951ad3antrrr 736 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑆𝐵)
9695, 58sseldd 3916 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → 𝑎𝐵)
97 eqid 2739 . . . . . . . . 9 (comp‘𝐶) = (comp‘𝐶)
9815, 16, 17, 94, 96catidcl 17639 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝐼𝑎) ∈ (𝑎(Hom ‘𝐶)𝑎))
9915, 16, 17, 94, 96, 97, 96, 98catlid 17640 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → ((𝐼𝑎)(⟨𝑎, 𝑎⟩(comp‘𝐶)𝑎)(𝐼𝑎)) = (𝐼𝑎))
10093, 99eqtrd 2774 . . . . . . 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 590 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑎𝐽𝑎) = {(𝐼𝑎)})
103101, 102eqtr3d 2776 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑎𝐽𝑐) = {(𝐼𝑎)})
10456, 100, 1033eltr4d 2854 . . . . . 6 ((((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏) ∧ 𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐))) → (𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐))
105104ralrimivva 3182 . . . . 5 (((𝜑𝑎𝑆) ∧ (𝑏𝑆𝑐𝑆)) → ∀𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏)∀𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐)(𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐))
106105ralrimivva 3182 . . . 4 ((𝜑𝑎𝑆) → ∀𝑏𝑆𝑐𝑆𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏)∀𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐)(𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐))
10755, 106jca 516 . . 3 ((𝜑𝑎𝑆) → ((𝐼𝑎) ∈ (𝑎𝐽𝑎) ∧ ∀𝑏𝑆𝑐𝑆𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏)∀𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐)(𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐)))
108107ralrimiva 3131 . 2 (𝜑 → ∀𝑎𝑆 ((𝐼𝑎) ∈ (𝑎𝐽𝑎) ∧ ∀𝑏𝑆𝑐𝑆𝑓 ∈ (𝑎𝐽𝑏)∀𝑔 ∈ (𝑏𝐽𝑐)(𝑔(⟨𝑎, 𝑏⟩(comp‘𝐶)𝑐)𝑓) ∈ (𝑎𝐽𝑐)))
10924, 17, 97, 18, 37issubc2 17794 . 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 719 1 (𝜑𝐽 ∈ (Subcat‘𝐶))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 396   = wceq 1547  wcel 2119  wne 2934  wral 3053  Vcvv 3431  wss 3883  c0 4261  ifcif 4454  {csn 4555  cop 4561   class class class wbr 5072   × cxp 5616   Fn wfn 6480  cfv 6485  (class class class)co 7356  cmpo 7358  Basecbs 17170  Hom chom 17222  compcco 17223  Catccat 17621  Idccid 17622  Homf chomf 17623  cat cssc 17765  Subcatcsubc 17767
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2711  ax-rep 5199  ax-sep 5218  ax-nul 5228  ax-pow 5294  ax-pr 5362  ax-un 7678
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2718  df-cleq 2731  df-clel 2814  df-nfc 2888  df-ne 2935  df-ral 3054  df-rex 3064  df-rmo 3344  df-reu 3345  df-rab 3392  df-v 3433  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-nul 4262  df-if 4455  df-pw 4531  df-sn 4556  df-pr 4558  df-op 4562  df-uni 4839  df-iun 4923  df-br 5073  df-opab 5135  df-mpt 5154  df-id 5513  df-xp 5624  df-rel 5625  df-cnv 5626  df-co 5627  df-dm 5628  df-rn 5629  df-res 5630  df-ima 5631  df-iota 6441  df-fun 6487  df-fn 6488  df-f 6489  df-f1 6490  df-fo 6491  df-f1o 6492  df-fv 6493  df-riota 7313  df-ov 7359  df-oprab 7360  df-mpo 7361  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-pm 8766  df-ixp 8836  df-cat 17625  df-cid 17626  df-homf 17627  df-ssc 17768  df-subc 17770
This theorem is referenced by:  iinfconstbaslem  49555
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