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Theorem diag2f1

Description: If B is non-empty, the morphism part of a diagonal functor is injective functions from hom-sets into sets of natural transformations. (Contributed by Zhi Wang, 21-Oct-2025)

Ref Expression
Hypotheses diag2f1.l ⊢ L = C Δ func D
diag2f1.a ⊢ A = Base C
diag2f1.b ⊢ B = Base D
diag2f1.h ⊢ H = Hom ⁡ C
diag2f1.c ⊢ φ → C ∈ Cat
diag2f1.d ⊢ φ → D ∈ Cat
diag2f1.x ⊢ φ → X ∈ A
diag2f1.y ⊢ φ → Y ∈ A
diag2f1.0 ⊢ φ → B ≠ ∅
diag2f1.n ⊢ N = D Nat C
Assertion diag2f1 ⊢ φ → X 2 nd ⁡ L Y : X H Y ⟶ 1-1 1 st ⁡ L ⁡ X N 1 st ⁡ L ⁡ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 diag2f1.l ⊢ L = C Δ func D
2 diag2f1.a ⊢ A = Base C
3 diag2f1.b ⊢ B = Base D
4 diag2f1.h ⊢ H = Hom ⁡ C
5 diag2f1.c ⊢ φ → C ∈ Cat
6 diag2f1.d ⊢ φ → D ∈ Cat
7 diag2f1.x ⊢ φ → X ∈ A
8 diag2f1.y ⊢ φ → Y ∈ A
9 diag2f1.0 ⊢ φ → B ≠ ∅
10 diag2f1.n ⊢ N = D Nat C
11 eqid ⊢ D FuncCat C = D FuncCat C
12 11 10 fuchom ⊢ N = Hom ⁡ D FuncCat C
13 1 5 6 11 diagcl ⊢ φ → L ∈ C Func D FuncCat C
14 13 func1st2nd ⊢ φ → 1 st ⁡ L C Func D FuncCat C 2 nd ⁡ L
15 2 4 12 14 7 8 funcf2 ⊢ φ → X 2 nd ⁡ L Y : X H Y ⟶ 1 st ⁡ L ⁡ X N 1 st ⁡ L ⁡ Y
16 5 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y ∧ g ∈ X H Y → C ∈ Cat
17 6 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y ∧ g ∈ X H Y → D ∈ Cat
18 7 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y ∧ g ∈ X H Y → X ∈ A
19 8 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y ∧ g ∈ X H Y → Y ∈ A
20 9 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y ∧ g ∈ X H Y → B ≠ ∅
21 simprl ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y ∧ g ∈ X H Y → f ∈ X H Y
22 simprr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y ∧ g ∈ X H Y → g ∈ X H Y
23 1 2 3 4 16 17 18 19 20 21 22 diag2f1lem ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y ∧ g ∈ X H Y → X 2 nd ⁡ L Y ⁡ f = X 2 nd ⁡ L Y ⁡ g → f = g
24 23 ralrimivva ⊢ φ → ∀ f ∈ X H Y ∀ g ∈ X H Y X 2 nd ⁡ L Y ⁡ f = X 2 nd ⁡ L Y ⁡ g → f = g
25 dff13 ⊢ X 2 nd ⁡ L Y : X H Y ⟶ 1-1 1 st ⁡ L ⁡ X N 1 st ⁡ L ⁡ Y ↔ X 2 nd ⁡ L Y : X H Y ⟶ 1 st ⁡ L ⁡ X N 1 st ⁡ L ⁡ Y ∧ ∀ f ∈ X H Y ∀ g ∈ X H Y X 2 nd ⁡ L Y ⁡ f = X 2 nd ⁡ L Y ⁡ g → f = g
26 15 24 25 sylanbrc ⊢ φ → X 2 nd ⁡ L Y : X H Y ⟶ 1-1 1 st ⁡ L ⁡ X N 1 st ⁡ L ⁡ Y