Theorem fuchom 18045

Description: The morphisms in the functor category are natural transformations. (Contributed by Mario Carneiro, 6-Jan-2017.) (Proof shortened by AV, 14-Oct-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
fucbas.q	⊢ 𝑄 = (𝐶 FuncCat 𝐷)
fuchom.n	⊢ 𝑁 = (𝐶 Nat 𝐷)

Assertion

Ref	Expression
fuchom	⊢ 𝑁 = (Hom ‘𝑄)

Proof of Theorem fuchom

Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑓 𝑔 ℎ 𝑣 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fucbas.q	. . . . 5 ⊢ 𝑄 = (𝐶 FuncCat 𝐷)
2		eqid 2765	. . . . 5 ⊢ (𝐶 Func 𝐷) = (𝐶 Func 𝐷)
3		fuchom.n	. . . . 5 ⊢ 𝑁 = (𝐶 Nat 𝐷)
4		eqid 2765	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝐶) = (Base‘𝐶)
5		eqid 2765	. . . . 5 ⊢ (comp‘𝐷) = (comp‘𝐷)
6		simpl 488	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → 𝐶 ∈ Cat)
7		simpr 490	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → 𝐷 ∈ Cat)
8		eqid 2765	. . . . . 6 ⊢ (comp‘𝑄) = (comp‘𝑄)
9	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8	fuccofval 18043	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → (comp‘𝑄) = (𝑣 ∈ ((𝐶 Func 𝐷) × (𝐶 Func 𝐷)), ℎ ∈ (𝐶 Func 𝐷) ↦ ⦋(1st ‘𝑣) / 𝑓⦌⦋(2nd ‘𝑣) / 𝑔⦌(𝑏 ∈ (𝑔𝑁ℎ), 𝑎 ∈ (𝑓𝑁𝑔) ↦ (𝑥 ∈ (Base‘𝐶) ↦ ((𝑏‘𝑥)(⟨((1st ‘𝑓)‘𝑥), ((1st ‘𝑔)‘𝑥)⟩(comp‘𝐷)((1st ‘ℎ)‘𝑥))(𝑎‘𝑥))))))
10	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9	fucval 18042	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → 𝑄 = {⟨(Base‘ndx), (𝐶 Func 𝐷)⟩, ⟨(Hom ‘ndx), 𝑁⟩, ⟨(comp‘ndx), (comp‘𝑄)⟩})
11		catstr 18041	. . . 4 ⊢ {⟨(Base‘ndx), (𝐶 Func 𝐷)⟩, ⟨(Hom ‘ndx), 𝑁⟩, ⟨(comp‘ndx), (comp‘𝑄)⟩} Struct ⟨1, ;15⟩
12		homid 17489	. . . 4 ⊢ Hom = Slot (Hom ‘ndx)
13		snsstp2 4785	. . . 4 ⊢ {⟨(Hom ‘ndx), 𝑁⟩} ⊆ {⟨(Base‘ndx), (𝐶 Func 𝐷)⟩, ⟨(Hom ‘ndx), 𝑁⟩, ⟨(comp‘ndx), (comp‘𝑄)⟩}
14	3	ovexi 7453	. . . . 5 ⊢ 𝑁 ∈ V
15	14	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → 𝑁 ∈ V)
16		eqid 2765	. . . 4 ⊢ (Hom ‘𝑄) = (Hom ‘𝑄)
17	10, 11, 12, 13, 15, 16	strfv3 17288	. . 3 ⊢ ((𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → (Hom ‘𝑄) = 𝑁)
18	17	eqcomd 2771	. 2 ⊢ ((𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → 𝑁 = (Hom ‘𝑄))
19	12	str0 17273	. . 3 ⊢ ∅ = (Hom ‘∅)
20	3	natffn 18033	. . . . 5 ⊢ 𝑁 Fn ((𝐶 Func 𝐷) × (𝐶 Func 𝐷))
21		funcrcl 17944	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑓 ∈ (𝐶 Func 𝐷) → (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat))
22	21	con3i 155	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → ¬ 𝑓 ∈ (𝐶 Func 𝐷))
23	22	eq0rdv 4372	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → (𝐶 Func 𝐷) = ∅)
24	23	xpeq2d 5693	. . . . . . 7 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → ((𝐶 Func 𝐷) × (𝐶 Func 𝐷)) = ((𝐶 Func 𝐷) × ∅))
25		xp0 5763	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐶 Func 𝐷) × ∅) = ∅
26	24, 25	eqtrdi 2816	. . . . . 6 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → ((𝐶 Func 𝐷) × (𝐶 Func 𝐷)) = ∅)
27	26	fneq2d 6633	. . . . 5 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → (𝑁 Fn ((𝐶 Func 𝐷) × (𝐶 Func 𝐷)) ↔ 𝑁 Fn ∅))
28	20, 27	mpbii 236	. . . 4 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → 𝑁 Fn ∅)
29		fn0 6670	. . . 4 ⊢ (𝑁 Fn ∅ ↔ 𝑁 = ∅)
30	28, 29	sylib 221	. . 3 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → 𝑁 = ∅)
31		fnfuc 18029	. . . . . . 7 ⊢ FuncCat Fn (Cat × Cat)
32	31	fndmi 6643	. . . . . 6 ⊢ dom FuncCat = (Cat × Cat)
33	32	ndmov 7604	. . . . 5 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → (𝐶 FuncCat 𝐷) = ∅)
34	1, 33	eqtrid 2812	. . . 4 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → 𝑄 = ∅)
35	34	fveq2d 6889	. . 3 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → (Hom ‘𝑄) = (Hom ‘∅))
36	19, 30, 35	3eqtr4a 2826	. 2 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → 𝑁 = (Hom ‘𝑄))
37	18, 36	pm2.61i 184	1 ⊢ 𝑁 = (Hom ‘𝑄)

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2146  Vcvv 3457  ∅c0 4286  {ctp 4595  ⟨cop 4597   × cxp 5661   Fn wfn 6535  ‘cfv 6540  (class class class)co 7419  1c1 11118  5c5 12315  ;cdc 12729  ndxcnx 17277  Basecbs 17293  Hom chom 17345  compcco 17346  Catccat 17744   Func cfunc 17935   Nat cnat 18025   FuncCat cfuc 18026

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  ax-cnex 11173  ax-resscn 11174  ax-1cn 11175  ax-icn 11176  ax-addcl 11177  ax-addrcl 11178  ax-mulcl 11179  ax-mulrcl 11180  ax-mulcom 11181  ax-addass 11182  ax-mulass 11183  ax-distr 11184  ax-i2m1 11185  ax-1ne0 11186  ax-1rid 11187  ax-rnegex 11188  ax-rrecex 11189  ax-cnre 11190  ax-pre-lttri 11191  ax-pre-lttrn 11192  ax-pre-ltadd 11193  ax-pre-mulgt0 11194

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  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-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  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-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  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-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  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-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-er 8700  df-ixp 8902  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-fin 8953  df-pnf 11262  df-mnf 11263  df-xr 11264  df-ltxr 11265  df-le 11266  df-sub 11460  df-neg 11461  df-nn 12251  df-2 12320  df-3 12321  df-4 12322  df-5 12323  df-6 12324  df-7 12325  df-8 12326  df-9 12327  df-n0 12522  df-z 12609  df-dec 12730  df-uz 12881  df-fz 13554  df-struct 17231  df-slot 17266  df-ndx 17278  df-base 17294  df-hom 17358  df-cco 17359  df-func 17939  df-nat 18027  df-fuc 18028

This theorem is used by:  fuccatid  18053  fucsect  18056  fuciso  18059  evlfcllem  18301  evlfcl  18302  curfcl  18312  uncf2  18317  curfuncf  18318  diag2cl  18326  curf2ndf  18327  yonedalem21  18353  yonedalem22  18358  yonedalem3b  18359  yonedalem3  18360  yonffthlem  18362  xpcfuchomfval  50090  xpcfuchom  50091  xpcfuchom2  50092  xpcfucco2  50093  diag2f1  50146  fucoid  50185  fucofunc  50196  postcofval  50201  precofval  50204  precofvalALT  50205  fucoppcco  50246  fucoppc  50247  oppfdiag  50253  diagffth  50375  funcsn  50378  0fucterm  50380  lanrcl5  50472  ranrcl5  50477  lanup  50478  ranup  50479  islmd  50502  iscmd  50503  lmddu  50504