Theorem isepi2 17011

Description: Write out the epimorphism property directly. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Jan-2017.)

Hypotheses

Ref	Expression
isepi.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐶)
isepi.h	⊢ 𝐻 = (Hom ‘𝐶)
isepi.o	⊢ · = (comp‘𝐶)
isepi.e	⊢ 𝐸 = (Epi‘𝐶)
isepi.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ Cat)
isepi.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
isepi.y	⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝐵)

Assertion

Ref	Expression
isepi2	⊢ (𝜑 → (𝐹 ∈ (𝑋𝐸𝑌) ↔ (𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ∀𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧)∀ℎ ∈ (𝑌𝐻𝑧)((𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) = (ℎ(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) → 𝑔 = ℎ))))

Distinct variable groups:   𝑧,𝑔,𝐵   𝐶,𝑔,𝑧   𝑔,ℎ,𝐻,𝑧   · ,𝑔,ℎ,𝑧   𝑔,𝑋,ℎ,𝑧   𝑔,𝐹,ℎ,𝑧   𝜑,𝑔,𝑧   𝑔,𝑌,ℎ,𝑧

Allowed substitution hints:   𝜑(ℎ)   𝐵(ℎ)   𝐶(ℎ)   𝐸(𝑧,𝑔,ℎ)

Proof of Theorem isepi2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		isepi.b	. . 3 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐶)
2		isepi.h	. . 3 ⊢ 𝐻 = (Hom ‘𝐶)
3		isepi.o	. . 3 ⊢ · = (comp‘𝐶)
4		isepi.e	. . 3 ⊢ 𝐸 = (Epi‘𝐶)
5		isepi.c	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ Cat)
6		isepi.x	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
7		isepi.y	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝐵)
8	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7	isepi 17010	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐹 ∈ (𝑋𝐸𝑌) ↔ (𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 Fun ◡(𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹)))))
9	5	ad2antrr 724	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌)) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ 𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧))) → 𝐶 ∈ Cat)
10	6	ad2antrr 724	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌)) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ 𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧))) → 𝑋 ∈ 𝐵)
11	7	ad2antrr 724	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌)) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ 𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧))) → 𝑌 ∈ 𝐵)
12		simprl 769	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌)) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ 𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧))) → 𝑧 ∈ 𝐵)
13		simplr 767	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌)) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ 𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧))) → 𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌))
14		simprr 771	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌)) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ 𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧))) → 𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧))
15	1, 2, 3, 9, 10, 11, 12, 13, 14	catcocl 16956	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌)) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ 𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧))) → (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) ∈ (𝑋𝐻𝑧))
16	15	anassrs 470	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) ∧ 𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧)) → (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) ∈ (𝑋𝐻𝑧))
17	16	ralrimiva 3182	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) → ∀𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧)(𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) ∈ (𝑋𝐻𝑧))
18		eqid 2821	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹)) = (𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹))
19	18	fmpt 6874	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧)(𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) ∈ (𝑋𝐻𝑧) ↔ (𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹)):(𝑌𝐻𝑧)⟶(𝑋𝐻𝑧))
20		df-f1 6360	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹)):(𝑌𝐻𝑧)–1-1→(𝑋𝐻𝑧) ↔ ((𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹)):(𝑌𝐻𝑧)⟶(𝑋𝐻𝑧) ∧ Fun ◡(𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹))))
21	20	baib 538	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹)):(𝑌𝐻𝑧)⟶(𝑋𝐻𝑧) → ((𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹)):(𝑌𝐻𝑧)–1-1→(𝑋𝐻𝑧) ↔ Fun ◡(𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹))))
22	19, 21	sylbi 219	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧)(𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) ∈ (𝑋𝐻𝑧) → ((𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹)):(𝑌𝐻𝑧)–1-1→(𝑋𝐻𝑧) ↔ Fun ◡(𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹))))
23		oveq1 7163	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑔 = ℎ → (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) = (ℎ(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹))
24	18, 23	f1mpt 7019	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹)):(𝑌𝐻𝑧)–1-1→(𝑋𝐻𝑧) ↔ (∀𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧)(𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) ∈ (𝑋𝐻𝑧) ∧ ∀𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧)∀ℎ ∈ (𝑌𝐻𝑧)((𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) = (ℎ(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) → 𝑔 = ℎ)))
25	24	baib 538	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧)(𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) ∈ (𝑋𝐻𝑧) → ((𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹)):(𝑌𝐻𝑧)–1-1→(𝑋𝐻𝑧) ↔ ∀𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧)∀ℎ ∈ (𝑌𝐻𝑧)((𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) = (ℎ(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) → 𝑔 = ℎ)))
26	22, 25	bitr3d 283	. . . . 5 ⊢ (∀𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧)(𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) ∈ (𝑋𝐻𝑧) → (Fun ◡(𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹)) ↔ ∀𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧)∀ℎ ∈ (𝑌𝐻𝑧)((𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) = (ℎ(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) → 𝑔 = ℎ)))
27	17, 26	syl 17	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) → (Fun ◡(𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹)) ↔ ∀𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧)∀ℎ ∈ (𝑌𝐻𝑧)((𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) = (ℎ(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) → 𝑔 = ℎ)))
28	27	ralbidva 3196	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌)) → (∀𝑧 ∈ 𝐵 Fun ◡(𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹)) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ∀𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧)∀ℎ ∈ (𝑌𝐻𝑧)((𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) = (ℎ(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) → 𝑔 = ℎ)))
29	28	pm5.32da 581	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 Fun ◡(𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧) ↦ (𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹))) ↔ (𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ∀𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧)∀ℎ ∈ (𝑌𝐻𝑧)((𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) = (ℎ(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) → 𝑔 = ℎ))))
30	8, 29	bitrd 281	1 ⊢ (𝜑 → (𝐹 ∈ (𝑋𝐸𝑌) ↔ (𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ∀𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑧)∀ℎ ∈ (𝑌𝐻𝑧)((𝑔(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) = (ℎ(⟨𝑋, 𝑌⟩ · 𝑧)𝐹) → 𝑔 = ℎ))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398   = wceq 1537   ∈ wcel 2114  ∀wral 3138  ⟨cop 4573   ↦ cmpt 5146  ^◡ccnv 5554  Fun wfun 6349  ⟶wf 6351  –1-1→wf1 6352  ‘cfv 6355  (class class class)co 7156  Basecbs 16483  Hom chom 16576  compcco 16577  Catccat 16935  Epicepi 16999

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2793  ax-rep 5190  ax-sep 5203  ax-nul 5210  ax-pow 5266  ax-pr 5330  ax-un 7461  ax-cnex 10593  ax-resscn 10594  ax-1cn 10595  ax-icn 10596  ax-addcl 10597  ax-addrcl 10598  ax-mulcl 10599  ax-mulrcl 10600  ax-mulcom 10601  ax-addass 10602  ax-mulass 10603  ax-distr 10604  ax-i2m1 10605  ax-1ne0 10606  ax-1rid 10607  ax-rnegex 10608  ax-rrecex 10609  ax-cnre 10610  ax-pre-lttri 10611  ax-pre-lttrn 10612  ax-pre-ltadd 10613  ax-pre-mulgt0 10614

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rmo 3146  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3773  df-csb 3884  df-dif 3939  df-un 3941  df-in 3943  df-ss 3952  df-pss 3954  df-nul 4292  df-if 4468  df-pw 4541  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-uni 4839  df-iun 4921  df-br 5067  df-opab 5129  df-mpt 5147  df-tr 5173  df-id 5460  df-eprel 5465  df-po 5474  df-so 5475  df-fr 5514  df-we 5516  df-xp 5561  df-rel 5562  df-cnv 5563  df-co 5564  df-dm 5565  df-rn 5566  df-res 5567  df-ima 5568  df-pred 6148  df-ord 6194  df-on 6195  df-lim 6196  df-suc 6197  df-iota 6314  df-fun 6357  df-fn 6358  df-f 6359  df-f1 6360  df-fo 6361  df-f1o 6362  df-fv 6363  df-riota 7114  df-ov 7159  df-oprab 7160  df-mpo 7161  df-om 7581  df-1st 7689  df-2nd 7690  df-tpos 7892  df-wrecs 7947  df-recs 8008  df-rdg 8046  df-er 8289  df-en 8510  df-dom 8511  df-sdom 8512  df-pnf 10677  df-mnf 10678  df-xr 10679  df-ltxr 10680  df-le 10681  df-sub 10872  df-neg 10873  df-nn 11639  df-2 11701  df-3 11702  df-4 11703  df-5 11704  df-6 11705  df-7 11706  df-8 11707  df-9 11708  df-n0 11899  df-z 11983  df-dec 12100  df-ndx 16486  df-slot 16487  df-base 16489  df-sets 16490  df-hom 16589  df-cco 16590  df-cat 16939  df-cid 16940  df-oppc 16982  df-mon 17000  df-epi 17001

This theorem is referenced by:  setcepi  17348