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Theorem fuco22natlem1

Description: Lemma for fuco22nat . The commutative square of natural transformation A in category D , mapped to category E by the morphism part L of the functor. (Contributed by Zhi Wang, 30-Sep-2025)

Ref Expression
Hypotheses fuco22natlem1.x ⊢ φ → X ∈ Base C
fuco22natlem1.y ⊢ φ → Y ∈ Base C
fuco22natlem1.a ⊢ φ → A ∈ F G C Nat D M N
fuco22natlem1.h ⊢ φ → H ∈ X Hom ⁡ C Y
fuco22natlem1.k ⊢ φ → K D Func E L
Assertion fuco22natlem1 ⊢ φ → F ⁡ Y L M ⁡ Y ⁡ A ⁡ Y K ⁡ F ⁡ X K ⁡ F ⁡ Y comp ⁡ E K ⁡ M ⁡ Y F ⁡ X L F ⁡ Y ⁡ X G Y ⁡ H = M ⁡ X L M ⁡ Y ⁡ X N Y ⁡ H K ⁡ F ⁡ X K ⁡ M ⁡ X comp ⁡ E K ⁡ M ⁡ Y F ⁡ X L M ⁡ X ⁡ A ⁡ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fuco22natlem1.x ⊢ φ → X ∈ Base C
2 fuco22natlem1.y ⊢ φ → Y ∈ Base C
3 fuco22natlem1.a ⊢ φ → A ∈ F G C Nat D M N
4 fuco22natlem1.h ⊢ φ → H ∈ X Hom ⁡ C Y
5 fuco22natlem1.k ⊢ φ → K D Func E L
6 eqid ⊢ C Nat D = C Nat D
7 eqid ⊢ Base C = Base C
8 eqid ⊢ Hom ⁡ C = Hom ⁡ C
9 eqid ⊢ comp ⁡ D = comp ⁡ D
10 6 3 7 8 9 1 2 4 nati ⊢ φ → A ⁡ Y F ⁡ X F ⁡ Y comp ⁡ D M ⁡ Y X G Y ⁡ H = X N Y ⁡ H F ⁡ X M ⁡ X comp ⁡ D M ⁡ Y A ⁡ X
11 10 fveq2d ⊢ φ → F ⁡ X L M ⁡ Y ⁡ A ⁡ Y F ⁡ X F ⁡ Y comp ⁡ D M ⁡ Y X G Y ⁡ H = F ⁡ X L M ⁡ Y ⁡ X N Y ⁡ H F ⁡ X M ⁡ X comp ⁡ D M ⁡ Y A ⁡ X
12 eqid ⊢ Base D = Base D
13 eqid ⊢ Hom ⁡ D = Hom ⁡ D
14 eqid ⊢ comp ⁡ E = comp ⁡ E
15 6 3 natrcl2 ⊢ φ → F C Func D G
16 7 12 15 funcf1 ⊢ φ → F : Base C ⟶ Base D
17 16 1 ffvelcdmd ⊢ φ → F ⁡ X ∈ Base D
18 16 2 ffvelcdmd ⊢ φ → F ⁡ Y ∈ Base D
19 6 3 natrcl3 ⊢ φ → M C Func D N
20 7 12 19 funcf1 ⊢ φ → M : Base C ⟶ Base D
21 20 2 ffvelcdmd ⊢ φ → M ⁡ Y ∈ Base D
22 7 8 13 15 1 2 funcf2 ⊢ φ → X G Y : X Hom ⁡ C Y ⟶ F ⁡ X Hom ⁡ D F ⁡ Y
23 22 4 ffvelcdmd ⊢ φ → X G Y ⁡ H ∈ F ⁡ X Hom ⁡ D F ⁡ Y
24 6 3 7 13 2 natcl ⊢ φ → A ⁡ Y ∈ F ⁡ Y Hom ⁡ D M ⁡ Y
25 12 13 9 14 5 17 18 21 23 24 funcco ⊢ φ → F ⁡ X L M ⁡ Y ⁡ A ⁡ Y F ⁡ X F ⁡ Y comp ⁡ D M ⁡ Y X G Y ⁡ H = F ⁡ Y L M ⁡ Y ⁡ A ⁡ Y K ⁡ F ⁡ X K ⁡ F ⁡ Y comp ⁡ E K ⁡ M ⁡ Y F ⁡ X L F ⁡ Y ⁡ X G Y ⁡ H
26 20 1 ffvelcdmd ⊢ φ → M ⁡ X ∈ Base D
27 6 3 7 13 1 natcl ⊢ φ → A ⁡ X ∈ F ⁡ X Hom ⁡ D M ⁡ X
28 7 8 13 19 1 2 funcf2 ⊢ φ → X N Y : X Hom ⁡ C Y ⟶ M ⁡ X Hom ⁡ D M ⁡ Y
29 28 4 ffvelcdmd ⊢ φ → X N Y ⁡ H ∈ M ⁡ X Hom ⁡ D M ⁡ Y
30 12 13 9 14 5 17 26 21 27 29 funcco ⊢ φ → F ⁡ X L M ⁡ Y ⁡ X N Y ⁡ H F ⁡ X M ⁡ X comp ⁡ D M ⁡ Y A ⁡ X = M ⁡ X L M ⁡ Y ⁡ X N Y ⁡ H K ⁡ F ⁡ X K ⁡ M ⁡ X comp ⁡ E K ⁡ M ⁡ Y F ⁡ X L M ⁡ X ⁡ A ⁡ X
31 11 25 30 3eqtr3d ⊢ φ → F ⁡ Y L M ⁡ Y ⁡ A ⁡ Y K ⁡ F ⁡ X K ⁡ F ⁡ Y comp ⁡ E K ⁡ M ⁡ Y F ⁡ X L F ⁡ Y ⁡ X G Y ⁡ H = M ⁡ X L M ⁡ Y ⁡ X N Y ⁡ H K ⁡ F ⁡ X K ⁡ M ⁡ X comp ⁡ E K ⁡ M ⁡ Y F ⁡ X L M ⁡ X ⁡ A ⁡ X