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Theorem arwass

Description: Associativity of composition in a category using arrow notation. (Contributed by Mario Carneiro, 11-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses arwlid.h ⊢ H = Hom a ⁡ C
arwlid.o ⊢ · ˙ = comp a ⁡ C
arwlid.a ⊢ 1 ˙ = Id a ⁡ C
arwlid.f ⊢ φ → F ∈ X H Y
arwass.g ⊢ φ → G ∈ Y H Z
arwass.k ⊢ φ → K ∈ Z H W
Assertion arwass ⊢ φ → K · ˙ G · ˙ F = K · ˙ G · ˙ F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 arwlid.h ⊢ H = Hom a ⁡ C
2 arwlid.o ⊢ · ˙ = comp a ⁡ C
3 arwlid.a ⊢ 1 ˙ = Id a ⁡ C
4 arwlid.f ⊢ φ → F ∈ X H Y
5 arwass.g ⊢ φ → G ∈ Y H Z
6 arwass.k ⊢ φ → K ∈ Z H W
7 eqid ⊢ Base C = Base C
8 eqid ⊢ Hom ⁡ C = Hom ⁡ C
9 eqid ⊢ comp ⁡ C = comp ⁡ C
10 1 homarcl ⊢ F ∈ X H Y → C ∈ Cat
11 4 10 syl ⊢ φ → C ∈ Cat
12 1 7 homarcl2 ⊢ F ∈ X H Y → X ∈ Base C ∧ Y ∈ Base C
13 4 12 syl ⊢ φ → X ∈ Base C ∧ Y ∈ Base C
14 13 simpld ⊢ φ → X ∈ Base C
15 13 simprd ⊢ φ → Y ∈ Base C
16 1 7 homarcl2 ⊢ K ∈ Z H W → Z ∈ Base C ∧ W ∈ Base C
17 6 16 syl ⊢ φ → Z ∈ Base C ∧ W ∈ Base C
18 17 simpld ⊢ φ → Z ∈ Base C
19 1 8 homahom ⊢ F ∈ X H Y → 2 nd ⁡ F ∈ X Hom ⁡ C Y
20 4 19 syl ⊢ φ → 2 nd ⁡ F ∈ X Hom ⁡ C Y
21 1 8 homahom ⊢ G ∈ Y H Z → 2 nd ⁡ G ∈ Y Hom ⁡ C Z
22 5 21 syl ⊢ φ → 2 nd ⁡ G ∈ Y Hom ⁡ C Z
23 17 simprd ⊢ φ → W ∈ Base C
24 1 8 homahom ⊢ K ∈ Z H W → 2 nd ⁡ K ∈ Z Hom ⁡ C W
25 6 24 syl ⊢ φ → 2 nd ⁡ K ∈ Z Hom ⁡ C W
26 7 8 9 11 14 15 18 20 22 23 25 catass ⊢ φ → 2 nd ⁡ K Y Z comp ⁡ C W 2 nd ⁡ G X Y comp ⁡ C W 2 nd ⁡ F = 2 nd ⁡ K X Z comp ⁡ C W 2 nd ⁡ G X Y comp ⁡ C Z 2 nd ⁡ F
27 2 1 5 6 9 coa2 ⊢ φ → 2 nd ⁡ K · ˙ G = 2 nd ⁡ K Y Z comp ⁡ C W 2 nd ⁡ G
28 27 oveq1d ⊢ φ → 2 nd ⁡ K · ˙ G X Y comp ⁡ C W 2 nd ⁡ F = 2 nd ⁡ K Y Z comp ⁡ C W 2 nd ⁡ G X Y comp ⁡ C W 2 nd ⁡ F
29 2 1 4 5 9 coa2 ⊢ φ → 2 nd ⁡ G · ˙ F = 2 nd ⁡ G X Y comp ⁡ C Z 2 nd ⁡ F
30 29 oveq2d ⊢ φ → 2 nd ⁡ K X Z comp ⁡ C W 2 nd ⁡ G · ˙ F = 2 nd ⁡ K X Z comp ⁡ C W 2 nd ⁡ G X Y comp ⁡ C Z 2 nd ⁡ F
31 26 28 30 3eqtr4d ⊢ φ → 2 nd ⁡ K · ˙ G X Y comp ⁡ C W 2 nd ⁡ F = 2 nd ⁡ K X Z comp ⁡ C W 2 nd ⁡ G · ˙ F
32 31 oteq3d ⊢ φ → X W 2 nd ⁡ K · ˙ G X Y comp ⁡ C W 2 nd ⁡ F = X W 2 nd ⁡ K X Z comp ⁡ C W 2 nd ⁡ G · ˙ F
33 2 1 5 6 coahom ⊢ φ → K · ˙ G ∈ Y H W
34 2 1 4 33 9 coaval ⊢ φ → K · ˙ G · ˙ F = X W 2 nd ⁡ K · ˙ G X Y comp ⁡ C W 2 nd ⁡ F
35 2 1 4 5 coahom ⊢ φ → G · ˙ F ∈ X H Z
36 2 1 35 6 9 coaval ⊢ φ → K · ˙ G · ˙ F = X W 2 nd ⁡ K X Z comp ⁡ C W 2 nd ⁡ G · ˙ F
37 32 34 36 3eqtr4d ⊢ φ → K · ˙ G · ˙ F = K · ˙ G · ˙ F