Metamath Proof Explorer


Theorem cidval

Description: Each object in a category has an associated identity arrow. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses cidfval.b ⊢ B = Base C
cidfval.h ⊢ H = Hom ⁡ C
cidfval.o ⊢ · ˙ = comp ⁡ C
cidfval.c ⊢ φ → C ∈ Cat
cidfval.i ⊢ 1 ˙ = Id ⁡ C
cidval.x ⊢ φ → X ∈ B
Assertion 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

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cidfval.b ⊢ B = Base C
2 cidfval.h ⊢ H = Hom ⁡ C
3 cidfval.o ⊢ · ˙ = comp ⁡ C
4 cidfval.c ⊢ φ → C ∈ Cat
5 cidfval.i ⊢ 1 ˙ = Id ⁡ C
6 cidval.x ⊢ φ → X ∈ B
7 1 2 3 4 5 cidfval ⊢ φ → 1 ˙ = x ∈ B ⟼ 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
8 simpr ⊢ φ ∧ x = X → x = X
9 8 8 oveq12d ⊢ φ ∧ x = X → x H x = X H X
10 8 oveq2d ⊢ φ ∧ x = X → y H x = y H X
11 8 opeq2d ⊢ φ ∧ x = X → y x = y X
12 11 8 oveq12d ⊢ φ ∧ x = X → y x · ˙ x = y X · ˙ X
13 12 oveqd ⊢ φ ∧ x = X → g y x · ˙ x f = g y X · ˙ X f
14 13 eqeq1d ⊢ φ ∧ x = X → g y x · ˙ x f = f ↔ g y X · ˙ X f = f
15 10 14 raleqbidv ⊢ φ ∧ x = X → ∀ f ∈ y H x g y x · ˙ x f = f ↔ ∀ f ∈ y H X g y X · ˙ X f = f
16 8 oveq1d ⊢ φ ∧ x = X → x H y = X H y
17 8 8 opeq12d ⊢ φ ∧ x = X → x x = X X
18 17 oveq1d ⊢ φ ∧ x = X → x x · ˙ y = X X · ˙ y
19 18 oveqd ⊢ φ ∧ x = X → f x x · ˙ y g = f X X · ˙ y g
20 19 eqeq1d ⊢ φ ∧ x = X → f x x · ˙ y g = f ↔ f X X · ˙ y g = f
21 16 20 raleqbidv ⊢ φ ∧ x = X → ∀ f ∈ x H y f x x · ˙ y g = f ↔ ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f
22 15 21 anbi12d ⊢ φ ∧ x = X → ∀ f ∈ y H x g y x · ˙ x f = f ∧ ∀ f ∈ x H y f x x · ˙ y g = f ↔ ∀ f ∈ y H X g y X · ˙ X f = f ∧ ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f
23 22 ralbidv ⊢ φ ∧ x = 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 ∈ y H X g y X · ˙ X f = f ∧ ∀ f ∈ X H y f X X · ˙ y g = f
24 9 23 riotaeqbidv ⊢ φ ∧ x = 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 = 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
25 riotaex ⊢ 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 ∈ V
26 25 a1i ⊢ 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 ∈ V
27 7 24 6 26 fvmptd ⊢ 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