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Theorem catrid

Description: Right identity property of an identity arrow. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses catidcl.b ⊢ B = Base C
catidcl.h ⊢ H = Hom ⁡ C
catidcl.i ⊢ 1 ˙ = Id ⁡ C
catidcl.c ⊢ φ → C ∈ Cat
catidcl.x ⊢ φ → X ∈ B
catlid.o ⊢ · ˙ = comp ⁡ C
catlid.y ⊢ φ → Y ∈ B
catlid.f ⊢ φ → F ∈ X H Y
Assertion catrid ⊢ φ → F X X · ˙ Y 1 ˙ ⁡ X = F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 catidcl.b ⊢ B = Base C
2 catidcl.h ⊢ H = Hom ⁡ C
3 catidcl.i ⊢ 1 ˙ = Id ⁡ C
4 catidcl.c ⊢ φ → C ∈ Cat
5 catidcl.x ⊢ φ → X ∈ B
6 catlid.o ⊢ · ˙ = comp ⁡ C
7 catlid.y ⊢ φ → Y ∈ B
8 catlid.f ⊢ φ → F ∈ X H Y
9 oveq1 ⊢ f = F → f X X · ˙ Y 1 ˙ ⁡ X = F X X · ˙ Y 1 ˙ ⁡ X
10 id ⊢ f = F → f = F
11 9 10 eqeq12d ⊢ f = F → f X X · ˙ Y 1 ˙ ⁡ X = f ↔ F X X · ˙ Y 1 ˙ ⁡ X = F
12 oveq2 ⊢ y = Y → X H y = X H Y
13 oveq2 ⊢ y = Y → X X · ˙ y = X X · ˙ Y
14 13 oveqd ⊢ y = Y → f X X · ˙ y 1 ˙ ⁡ X = f X X · ˙ Y 1 ˙ ⁡ X
15 14 eqeq1d ⊢ y = Y → f X X · ˙ y 1 ˙ ⁡ X = f ↔ f X X · ˙ Y 1 ˙ ⁡ X = f
16 12 15 raleqbidv ⊢ y = Y → ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y 1 ˙ ⁡ X = f ↔ ∀ f ∈ X H Y f X X · ˙ Y 1 ˙ ⁡ X = f
17 simpr ⊢ ∀ f ∈ y H X g y X · ˙ X f = f ∧ ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f → ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f
18 17 ralimi ⊢ ∀ y ∈ B ∀ f ∈ y H X g y X · ˙ X f = f ∧ ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f → ∀ y ∈ B ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f
19 18 a1i ⊢ g ∈ X H X → ∀ y ∈ B ∀ f ∈ y H X g y X · ˙ X f = f ∧ ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f → ∀ y ∈ B ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f
20 19 ss2rabi ⊢ g ∈ X H X | ∀ y ∈ B ∀ f ∈ y H X g y X · ˙ X f = f ∧ ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f ⊆ g ∈ X H X | ∀ y ∈ B ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f
21 1 2 6 4 3 5 cidval ⊢ φ → 1 ˙ ⁡ X = ι g ∈ X H X | ∀ y ∈ B ∀ f ∈ y H X g y X · ˙ X f = f ∧ ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f
22 1 2 6 4 5 catideu ⊢ φ → ∃! g ∈ X H X ∀ y ∈ B ∀ f ∈ y H X g y X · ˙ X f = f ∧ ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f
23 riotacl2 ⊢ ∃! g ∈ X H X ∀ y ∈ B ∀ f ∈ y H X g y X · ˙ X f = f ∧ ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f → ι g ∈ X H X | ∀ y ∈ B ∀ f ∈ y H X g y X · ˙ X f = f ∧ ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f ∈ g ∈ X H X | ∀ y ∈ B ∀ f ∈ y H X g y X · ˙ X f = f ∧ ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f
24 22 23 syl ⊢ φ → ι g ∈ X H X | ∀ y ∈ B ∀ f ∈ y H X g y X · ˙ X f = f ∧ ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f ∈ g ∈ X H X | ∀ y ∈ B ∀ f ∈ y H X g y X · ˙ X f = f ∧ ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f
25 21 24 eqeltrd ⊢ φ → 1 ˙ ⁡ X ∈ g ∈ X H X | ∀ y ∈ B ∀ f ∈ y H X g y X · ˙ X f = f ∧ ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f
26 20 25 sselid ⊢ φ → 1 ˙ ⁡ X ∈ g ∈ X H X | ∀ y ∈ B ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f
27 oveq2 ⊢ g = 1 ˙ ⁡ X → f X X · ˙ y g = f X X · ˙ y 1 ˙ ⁡ X
28 27 eqeq1d ⊢ g = 1 ˙ ⁡ X → f X X · ˙ y g = f ↔ f X X · ˙ y 1 ˙ ⁡ X = f
29 28 2ralbidv ⊢ g = 1 ˙ ⁡ X → ∀ y ∈ B ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f ↔ ∀ y ∈ B ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y 1 ˙ ⁡ X = f
30 29 elrab ⊢ 1 ˙ ⁡ X ∈ g ∈ X H X | ∀ y ∈ B ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f ↔ 1 ˙ ⁡ X ∈ X H X ∧ ∀ y ∈ B ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y 1 ˙ ⁡ X = f
31 30 simprbi ⊢ 1 ˙ ⁡ X ∈ g ∈ X H X | ∀ y ∈ B ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f → ∀ y ∈ B ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y 1 ˙ ⁡ X = f
32 26 31 syl ⊢ φ → ∀ y ∈ B ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y 1 ˙ ⁡ X = f
33 16 32 7 rspcdva ⊢ φ → ∀ f ∈ X H Y f X X · ˙ Y 1 ˙ ⁡ X = f
34 11 33 8 rspcdva ⊢ φ → F X X · ˙ Y 1 ˙ ⁡ X = F