Theorem fuchom 18016

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 2763	. . . . 5 ⊢ (𝐶 Func 𝐷) = (𝐶 Func 𝐷)
3		fuchom.n	. . . . 5 ⊢ 𝑁 = (𝐶 Nat 𝐷)
4		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝐶) = (Base‘𝐶)
5		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ (comp‘𝐷) = (comp‘𝐷)
6		simpl 487	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → 𝐶 ∈ Cat)
7		simpr 489	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → 𝐷 ∈ Cat)
8		eqid 2763	. . . . . 6 ⊢ (comp‘𝑄) = (comp‘𝑄)
9	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8	fuccofval 18014	. . . . 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 18013	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → 𝑄 = {⟨(Base‘ndx), (𝐶 Func 𝐷)⟩, ⟨(Hom ‘ndx), 𝑁⟩, ⟨(comp‘ndx), (comp‘𝑄)⟩})
11		catstr 18012	. . . 4 ⊢ {⟨(Base‘ndx), (𝐶 Func 𝐷)⟩, ⟨(Hom ‘ndx), 𝑁⟩, ⟨(comp‘ndx), (comp‘𝑄)⟩} Struct ⟨1, ;15⟩
12		homid 17460	. . . 4 ⊢ Hom = Slot (Hom ‘ndx)
13		snsstp2 4783	. . . 4 ⊢ {⟨(Hom ‘ndx), 𝑁⟩} ⊆ {⟨(Base‘ndx), (𝐶 Func 𝐷)⟩, ⟨(Hom ‘ndx), 𝑁⟩, ⟨(comp‘ndx), (comp‘𝑄)⟩}
14	3	ovexi 7444	. . . . 5 ⊢ 𝑁 ∈ V
15	14	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → 𝑁 ∈ V)
16		eqid 2763	. . . 4 ⊢ (Hom ‘𝑄) = (Hom ‘𝑄)
17	10, 11, 12, 13, 15, 16	strfv3 17259	. . 3 ⊢ ((𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → (Hom ‘𝑄) = 𝑁)
18	17	eqcomd 2769	. 2 ⊢ ((𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → 𝑁 = (Hom ‘𝑄))
19	12	str0 17244	. . 3 ⊢ ∅ = (Hom ‘∅)
20	3	natffn 18004	. . . . 5 ⊢ 𝑁 Fn ((𝐶 Func 𝐷) × (𝐶 Func 𝐷))
21		funcrcl 17915	. . . . . . . . . 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 5691	. . . . . . 7 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → ((𝐶 Func 𝐷) × (𝐶 Func 𝐷)) = ((𝐶 Func 𝐷) × ∅))
25		xp0 5761	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐶 Func 𝐷) × ∅) = ∅
26	24, 25	eqtrdi 2814	. . . . . 6 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → ((𝐶 Func 𝐷) × (𝐶 Func 𝐷)) = ∅)
27	26	fneq2d 6629	. . . . 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 6666	. . . 4 ⊢ (𝑁 Fn ∅ ↔ 𝑁 = ∅)
30	28, 29	sylib 221	. . 3 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → 𝑁 = ∅)
31		fnfuc 18000	. . . . . . 7 ⊢ FuncCat Fn (Cat × Cat)
32	31	fndmi 6639	. . . . . 6 ⊢ dom FuncCat = (Cat × Cat)
33	32	ndmov 7594	. . . . 5 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → (𝐶 FuncCat 𝐷) = ∅)
34	1, 33	eqtrid 2810	. . . 4 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → 𝑄 = ∅)
35	34	fveq2d 6885	. . 3 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → (Hom ‘𝑄) = (Hom ‘∅))
36	19, 30, 35	3eqtr4a 2824	. 2 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ Cat ∧ 𝐷 ∈ Cat) → 𝑁 = (Hom ‘𝑄))
37	18, 36	pm2.61i 184	1 ⊢ 𝑁 = (Hom ‘𝑄)

Syntax hints:  ¬ wn 3   ∧ wa 400   = wceq 1570   ∈ wcel 2143  Vcvv 3455  ∅c0 4286  {ctp 4593  ⟨cop 4595   × cxp 5659   Fn wfn 6531  ‘cfv 6536  (class class class)co 7410  1c1 11096  5c5 12293  ;cdc 12706  ndxcnx 17248  Basecbs 17264  Hom chom 17316  compcco 17317  Catccat 17715   Func cfunc 17906   Nat cnat 17996   FuncCat cfuc 17997

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-cnex 11151  ax-resscn 11152  ax-1cn 11153  ax-icn 11154  ax-addcl 11155  ax-addrcl 11156  ax-mulcl 11157  ax-mulrcl 11158  ax-mulcom 11159  ax-addass 11160  ax-mulass 11161  ax-distr 11162  ax-i2m1 11163  ax-1ne0 11164  ax-1rid 11165  ax-rnegex 11166  ax-rrecex 11167  ax-cnre 11168  ax-pre-lttri 11169  ax-pre-lttrn 11170  ax-pre-ltadd 11171  ax-pre-mulgt0 11172

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-tp 4594  df-op 4596  df-uni 4873  df-iun 4958  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-er 8690  df-ixp 8892  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-pnf 11240  df-mnf 11241  df-xr 11242  df-ltxr 11243  df-le 11244  df-sub 11438  df-neg 11439  df-nn 12229  df-2 12298  df-3 12299  df-4 12300  df-5 12301  df-6 12302  df-7 12303  df-8 12304  df-9 12305  df-n0 12500  df-z 12587  df-dec 12707  df-uz 12858  df-fz 13531  df-struct 17202  df-slot 17237  df-ndx 17249  df-base 17265  df-hom 17329  df-cco 17330  df-func 17910  df-nat 17998  df-fuc 17999

This theorem is referenced by:  fuccatid  18024  fucsect  18027  fuciso  18030  evlfcllem  18272  evlfcl  18273  curfcl  18283  uncf2  18288  curfuncf  18289  diag2cl  18297  curf2ndf  18298  yonedalem21  18324  yonedalem22  18329  yonedalem3b  18330  yonedalem3  18331  yonffthlem  18333  xpcfuchomfval  50051  xpcfuchom  50052  xpcfuchom2  50053  xpcfucco2  50054  diag2f1  50107  fucoid  50146  fucofunc  50157  postcofval  50162  precofval  50165  precofvalALT  50166  fucoppcco  50207  fucoppc  50208  oppfdiag  50214  diagffth  50336  funcsn  50339  0fucterm  50341  lanrcl5  50433  ranrcl5  50438  lanup  50439  ranup  50440  islmd  50463  iscmd  50464  lmddu  50465