MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  fuchom Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fuchom 17957
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 = (𝐢 FuncCat 𝐷)
fuchom.n 𝑁 = (𝐢 Nat 𝐷)
Assertion
Ref Expression
fuchom 𝑁 = (Hom β€˜π‘„)

Proof of Theorem fuchom
Dummy variables π‘Ž 𝑏 𝑓 𝑔 β„Ž 𝑣 π‘₯ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fucbas.q . . . . 5 𝑄 = (𝐢 FuncCat 𝐷)
2 eqid 2727 . . . . 5 (𝐢 Func 𝐷) = (𝐢 Func 𝐷)
3 fuchom.n . . . . 5 𝑁 = (𝐢 Nat 𝐷)
4 eqid 2727 . . . . 5 (Baseβ€˜πΆ) = (Baseβ€˜πΆ)
5 eqid 2727 . . . . 5 (compβ€˜π·) = (compβ€˜π·)
6 simpl 481 . . . . 5 ((𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ 𝐢 ∈ Cat)
7 simpr 483 . . . . 5 ((𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ 𝐷 ∈ Cat)
8 eqid 2727 . . . . . 6 (compβ€˜π‘„) = (compβ€˜π‘„)
91, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8fuccofval 17955 . . . . 5 ((𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ (compβ€˜π‘„) = (𝑣 ∈ ((𝐢 Func 𝐷) Γ— (𝐢 Func 𝐷)), β„Ž ∈ (𝐢 Func 𝐷) ↦ ⦋(1st β€˜π‘£) / π‘“β¦Œβ¦‹(2nd β€˜π‘£) / π‘”β¦Œ(𝑏 ∈ (π‘”π‘β„Ž), π‘Ž ∈ (𝑓𝑁𝑔) ↦ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΆ) ↦ ((π‘β€˜π‘₯)(⟨((1st β€˜π‘“)β€˜π‘₯), ((1st β€˜π‘”)β€˜π‘₯)⟩(compβ€˜π·)((1st β€˜β„Ž)β€˜π‘₯))(π‘Žβ€˜π‘₯))))))
101, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9fucval 17954 . . . 4 ((𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ 𝑄 = {⟨(Baseβ€˜ndx), (𝐢 Func 𝐷)⟩, ⟨(Hom β€˜ndx), π‘βŸ©, ⟨(compβ€˜ndx), (compβ€˜π‘„)⟩})
11 catstr 17953 . . . 4 {⟨(Baseβ€˜ndx), (𝐢 Func 𝐷)⟩, ⟨(Hom β€˜ndx), π‘βŸ©, ⟨(compβ€˜ndx), (compβ€˜π‘„)⟩} Struct ⟨1, 15⟩
12 homid 17398 . . . 4 Hom = Slot (Hom β€˜ndx)
13 snsstp2 4823 . . . 4 {⟨(Hom β€˜ndx), π‘βŸ©} βŠ† {⟨(Baseβ€˜ndx), (𝐢 Func 𝐷)⟩, ⟨(Hom β€˜ndx), π‘βŸ©, ⟨(compβ€˜ndx), (compβ€˜π‘„)⟩}
143ovexi 7458 . . . . 5 𝑁 ∈ V
1514a1i 11 . . . 4 ((𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ 𝑁 ∈ V)
16 eqid 2727 . . . 4 (Hom β€˜π‘„) = (Hom β€˜π‘„)
1710, 11, 12, 13, 15, 16strfv3 17179 . . 3 ((𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ (Hom β€˜π‘„) = 𝑁)
1817eqcomd 2733 . 2 ((𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ 𝑁 = (Hom β€˜π‘„))
1912str0 17163 . . 3 βˆ… = (Hom β€˜βˆ…)
203natffn 17944 . . . . 5 𝑁 Fn ((𝐢 Func 𝐷) Γ— (𝐢 Func 𝐷))
21 funcrcl 17854 . . . . . . . . . 10 (𝑓 ∈ (𝐢 Func 𝐷) β†’ (𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat))
2221con3i 154 . . . . . . . . 9 (Β¬ (𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ Β¬ 𝑓 ∈ (𝐢 Func 𝐷))
2322eq0rdv 4406 . . . . . . . 8 (Β¬ (𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ (𝐢 Func 𝐷) = βˆ…)
2423xpeq2d 5710 . . . . . . 7 (Β¬ (𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ ((𝐢 Func 𝐷) Γ— (𝐢 Func 𝐷)) = ((𝐢 Func 𝐷) Γ— βˆ…))
25 xp0 6165 . . . . . . 7 ((𝐢 Func 𝐷) Γ— βˆ…) = βˆ…
2624, 25eqtrdi 2783 . . . . . 6 (Β¬ (𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ ((𝐢 Func 𝐷) Γ— (𝐢 Func 𝐷)) = βˆ…)
2726fneq2d 6651 . . . . 5 (Β¬ (𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ (𝑁 Fn ((𝐢 Func 𝐷) Γ— (𝐢 Func 𝐷)) ↔ 𝑁 Fn βˆ…))
2820, 27mpbii 232 . . . 4 (Β¬ (𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ 𝑁 Fn βˆ…)
29 fn0 6689 . . . 4 (𝑁 Fn βˆ… ↔ 𝑁 = βˆ…)
3028, 29sylib 217 . . 3 (Β¬ (𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ 𝑁 = βˆ…)
31 fnfuc 17940 . . . . . . 7 FuncCat Fn (Cat Γ— Cat)
3231fndmi 6661 . . . . . 6 dom FuncCat = (Cat Γ— Cat)
3332ndmov 7609 . . . . 5 (Β¬ (𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ (𝐢 FuncCat 𝐷) = βˆ…)
341, 33eqtrid 2779 . . . 4 (Β¬ (𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ 𝑄 = βˆ…)
3534fveq2d 6904 . . 3 (Β¬ (𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ (Hom β€˜π‘„) = (Hom β€˜βˆ…))
3619, 30, 353eqtr4a 2793 . 2 (Β¬ (𝐢 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) β†’ 𝑁 = (Hom β€˜π‘„))
3718, 36pm2.61i 182 1 𝑁 = (Hom β€˜π‘„)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   ∧ wa 394   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  Vcvv 3471  βˆ…c0 4324  {ctp 4634  βŸ¨cop 4636   Γ— cxp 5678   Fn wfn 6546  β€˜cfv 6551  (class class class)co 7424  1c1 11145  5c5 12306  cdc 12713  ndxcnx 17167  Basecbs 17185  Hom chom 17249  compcco 17250  Catccat 17649   Func cfunc 17845   Nat cnat 17936   FuncCat cfuc 17937
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2698  ax-rep 5287  ax-sep 5301  ax-nul 5308  ax-pow 5367  ax-pr 5431  ax-un 7744  ax-cnex 11200  ax-resscn 11201  ax-1cn 11202  ax-icn 11203  ax-addcl 11204  ax-addrcl 11205  ax-mulcl 11206  ax-mulrcl 11207  ax-mulcom 11208  ax-addass 11209  ax-mulass 11210  ax-distr 11211  ax-i2m1 11212  ax-1ne0 11213  ax-1rid 11214  ax-rnegex 11215  ax-rrecex 11216  ax-cnre 11217  ax-pre-lttri 11218  ax-pre-lttrn 11219  ax-pre-ltadd 11220  ax-pre-mulgt0 11221
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2705  df-cleq 2719  df-clel 2805  df-nfc 2880  df-ne 2937  df-nel 3043  df-ral 3058  df-rex 3067  df-reu 3373  df-rab 3429  df-v 3473  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4325  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-tp 4635  df-op 4637  df-uni 4911  df-iun 5000  df-br 5151  df-opab 5213  df-mpt 5234  df-tr 5268  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5635  df-we 5637  df-xp 5686  df-rel 5687  df-cnv 5688  df-co 5689  df-dm 5690  df-rn 5691  df-res 5692  df-ima 5693  df-pred 6308  df-ord 6375  df-on 6376  df-lim 6377  df-suc 6378  df-iota 6503  df-fun 6553  df-fn 6554  df-f 6555  df-f1 6556  df-fo 6557  df-f1o 6558  df-fv 6559  df-riota 7380  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-om 7875  df-1st 7997  df-2nd 7998  df-frecs 8291  df-wrecs 8322  df-recs 8396  df-rdg 8435  df-1o 8491  df-er 8729  df-ixp 8921  df-en 8969  df-dom 8970  df-sdom 8971  df-fin 8972  df-pnf 11286  df-mnf 11287  df-xr 11288  df-ltxr 11289  df-le 11290  df-sub 11482  df-neg 11483  df-nn 12249  df-2 12311  df-3 12312  df-4 12313  df-5 12314  df-6 12315  df-7 12316  df-8 12317  df-9 12318  df-n0 12509  df-z 12595  df-dec 12714  df-uz 12859  df-fz 13523  df-struct 17121  df-slot 17156  df-ndx 17168  df-base 17186  df-hom 17262  df-cco 17263  df-func 17849  df-nat 17938  df-fuc 17939
This theorem is referenced by:  fuccatid  17966  fucsect  17969  fuciso  17972  evlfcllem  18218  evlfcl  18219  curfcl  18229  uncf2  18234  curfuncf  18235  diag2cl  18243  curf2ndf  18244  yonedalem21  18270  yonedalem22  18275  yonedalem3b  18276  yonedalem3  18277  yonffthlem  18279
  Copyright terms: Public domain W3C validator