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Theorem funcsetcestrclem9

Description: Lemma 9 for funcsetcestrc . (Contributed by AV, 28-Mar-2020)

Ref Expression
Hypotheses funcsetcestrc.s ⊢ S = SetCat ⁡ U
funcsetcestrc.c ⊢ C = Base S
funcsetcestrc.f ⊢ φ → F = x ∈ C ⟼ Base ndx x
funcsetcestrc.u ⊢ φ → U ∈ WUni
funcsetcestrc.o ⊢ φ → ω ∈ U
funcsetcestrc.g ⊢ φ → G = x ∈ C , y ∈ C ⟼ I ↾ y x
funcsetcestrc.e ⊢ E = ExtStrCat ⁡ U
Assertion funcsetcestrclem9 ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ X Hom ⁡ S Y ∧ K ∈ Y Hom ⁡ S Z → X G Z ⁡ K X Y comp ⁡ S Z H = Y G Z ⁡ K F ⁡ X F ⁡ Y comp ⁡ E F ⁡ Z X G Y ⁡ H

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 funcsetcestrc.s ⊢ S = SetCat ⁡ U
2 funcsetcestrc.c ⊢ C = Base S
3 funcsetcestrc.f ⊢ φ → F = x ∈ C ⟼ Base ndx x
4 funcsetcestrc.u ⊢ φ → U ∈ WUni
5 funcsetcestrc.o ⊢ φ → ω ∈ U
6 funcsetcestrc.g ⊢ φ → G = x ∈ C , y ∈ C ⟼ I ↾ y x
7 funcsetcestrc.e ⊢ E = ExtStrCat ⁡ U
8 4 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → U ∈ WUni
9 eqid ⊢ Hom ⁡ S = Hom ⁡ S
10 1 4 setcbas ⊢ φ → U = Base S
11 2 10 eqtr4id ⊢ φ → C = U
12 11 eleq2d ⊢ φ → X ∈ C ↔ X ∈ U
13 12 biimpcd ⊢ X ∈ C → φ → X ∈ U
14 13 3ad2ant1 ⊢ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → φ → X ∈ U
15 14 impcom ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → X ∈ U
16 11 eleq2d ⊢ φ → Y ∈ C ↔ Y ∈ U
17 16 biimpcd ⊢ Y ∈ C → φ → Y ∈ U
18 17 3ad2ant2 ⊢ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → φ → Y ∈ U
19 18 impcom ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → Y ∈ U
20 1 8 9 15 19 setchom ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → X Hom ⁡ S Y = Y X
21 20 eleq2d ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → H ∈ X Hom ⁡ S Y ↔ H ∈ Y X
22 11 eleq2d ⊢ φ → Z ∈ C ↔ Z ∈ U
23 22 biimpcd ⊢ Z ∈ C → φ → Z ∈ U
24 23 3ad2ant3 ⊢ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → φ → Z ∈ U
25 24 impcom ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → Z ∈ U
26 1 8 9 19 25 setchom ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → Y Hom ⁡ S Z = Z Y
27 26 eleq2d ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → K ∈ Y Hom ⁡ S Z ↔ K ∈ Z Y
28 21 27 anbi12d ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → H ∈ X Hom ⁡ S Y ∧ K ∈ Y Hom ⁡ S Z ↔ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y
29 elmapi ⊢ K ∈ Z Y → K : Y ⟶ Z
30 elmapi ⊢ H ∈ Y X → H : X ⟶ Y
31 fco ⊢ K : Y ⟶ Z ∧ H : X ⟶ Y → K ∘ H : X ⟶ Z
32 29 30 31 syl2anr ⊢ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → K ∘ H : X ⟶ Z
33 32 adantl ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → K ∘ H : X ⟶ Z
34 elmapg ⊢ Z ∈ C ∧ X ∈ C → K ∘ H ∈ Z X ↔ K ∘ H : X ⟶ Z
35 34 ancoms ⊢ X ∈ C ∧ Z ∈ C → K ∘ H ∈ Z X ↔ K ∘ H : X ⟶ Z
36 35 3adant2 ⊢ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → K ∘ H ∈ Z X ↔ K ∘ H : X ⟶ Z
37 36 ad2antlr ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → K ∘ H ∈ Z X ↔ K ∘ H : X ⟶ Z
38 33 37 mpbird ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → K ∘ H ∈ Z X
39 fvresi ⊢ K ∘ H ∈ Z X → I ↾ Z X ⁡ K ∘ H = K ∘ H
40 38 39 syl ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → I ↾ Z X ⁡ K ∘ H = K ∘ H
41 1 2 3 4 5 6 funcsetcestrclem5 ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Z ∈ C → X G Z = I ↾ Z X
42 41 3adantr2 ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → X G Z = I ↾ Z X
43 42 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → X G Z = I ↾ Z X
44 8 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → U ∈ WUni
45 eqid ⊢ comp ⁡ S = comp ⁡ S
46 15 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → X ∈ U
47 19 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → Y ∈ U
48 25 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → Z ∈ U
49 30 ad2antrl ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → H : X ⟶ Y
50 29 ad2antll ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → K : Y ⟶ Z
51 1 44 45 46 47 48 49 50 setcco ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → K X Y comp ⁡ S Z H = K ∘ H
52 43 51 fveq12d ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → X G Z ⁡ K X Y comp ⁡ S Z H = I ↾ Z X ⁡ K ∘ H
53 eqid ⊢ comp ⁡ E = comp ⁡ E
54 1 2 3 4 5 funcsetcestrclem2 ⊢ φ ∧ X ∈ C → F ⁡ X ∈ U
55 54 3ad2antr1 ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → F ⁡ X ∈ U
56 55 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → F ⁡ X ∈ U
57 1 2 3 4 5 funcsetcestrclem2 ⊢ φ ∧ Y ∈ C → F ⁡ Y ∈ U
58 57 3ad2antr2 ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → F ⁡ Y ∈ U
59 58 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → F ⁡ Y ∈ U
60 1 2 3 4 5 funcsetcestrclem2 ⊢ φ ∧ Z ∈ C → F ⁡ Z ∈ U
61 60 3ad2antr3 ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → F ⁡ Z ∈ U
62 61 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → F ⁡ Z ∈ U
63 eqid ⊢ Base F ⁡ X = Base F ⁡ X
64 eqid ⊢ Base F ⁡ Y = Base F ⁡ Y
65 eqid ⊢ Base F ⁡ Z = Base F ⁡ Z
66 simpll ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → φ
67 3simpa ⊢ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → X ∈ C ∧ Y ∈ C
68 67 ad2antlr ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → X ∈ C ∧ Y ∈ C
69 simprl ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → H ∈ Y X
70 1 2 3 4 5 6 funcsetcestrclem6 ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ H ∈ Y X → X G Y ⁡ H = H
71 66 68 69 70 syl3anc ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → X G Y ⁡ H = H
72 1 2 3 funcsetcestrclem1 ⊢ φ ∧ X ∈ C → F ⁡ X = Base ndx X
73 72 3ad2antr1 ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → F ⁡ X = Base ndx X
74 73 fveq2d ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → Base F ⁡ X = Base Base ndx X
75 eqid ⊢ Base ndx X = Base ndx X
76 75 1strbas ⊢ X ∈ C → X = Base Base ndx X
77 76 eqcomd ⊢ X ∈ C → Base Base ndx X = X
78 77 3ad2ant1 ⊢ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → Base Base ndx X = X
79 78 adantl ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → Base Base ndx X = X
80 74 79 eqtrd ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → Base F ⁡ X = X
81 80 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → Base F ⁡ X = X
82 1 2 3 funcsetcestrclem1 ⊢ φ ∧ Y ∈ C → F ⁡ Y = Base ndx Y
83 82 3ad2antr2 ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → F ⁡ Y = Base ndx Y
84 83 fveq2d ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → Base F ⁡ Y = Base Base ndx Y
85 eqid ⊢ Base ndx Y = Base ndx Y
86 85 1strbas ⊢ Y ∈ C → Y = Base Base ndx Y
87 86 eqcomd ⊢ Y ∈ C → Base Base ndx Y = Y
88 87 3ad2ant2 ⊢ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → Base Base ndx Y = Y
89 88 adantl ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → Base Base ndx Y = Y
90 84 89 eqtrd ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → Base F ⁡ Y = Y
91 90 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → Base F ⁡ Y = Y
92 71 81 91 feq123d ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → X G Y ⁡ H : Base F ⁡ X ⟶ Base F ⁡ Y ↔ H : X ⟶ Y
93 49 92 mpbird ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → X G Y ⁡ H : Base F ⁡ X ⟶ Base F ⁡ Y
94 3simpc ⊢ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → Y ∈ C ∧ Z ∈ C
95 94 ad2antlr ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → Y ∈ C ∧ Z ∈ C
96 simprr ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → K ∈ Z Y
97 1 2 3 4 5 6 funcsetcestrclem6 ⊢ φ ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ K ∈ Z Y → Y G Z ⁡ K = K
98 66 95 96 97 syl3anc ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → Y G Z ⁡ K = K
99 1 2 3 funcsetcestrclem1 ⊢ φ ∧ Z ∈ C → F ⁡ Z = Base ndx Z
100 99 3ad2antr3 ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → F ⁡ Z = Base ndx Z
101 100 fveq2d ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → Base F ⁡ Z = Base Base ndx Z
102 eqid ⊢ Base ndx Z = Base ndx Z
103 102 1strbas ⊢ Z ∈ C → Z = Base Base ndx Z
104 103 eqcomd ⊢ Z ∈ C → Base Base ndx Z = Z
105 104 3ad2ant3 ⊢ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → Base Base ndx Z = Z
106 105 adantl ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → Base Base ndx Z = Z
107 101 106 eqtrd ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → Base F ⁡ Z = Z
108 107 adantr ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → Base F ⁡ Z = Z
109 98 91 108 feq123d ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → Y G Z ⁡ K : Base F ⁡ Y ⟶ Base F ⁡ Z ↔ K : Y ⟶ Z
110 50 109 mpbird ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → Y G Z ⁡ K : Base F ⁡ Y ⟶ Base F ⁡ Z
111 7 44 53 56 59 62 63 64 65 93 110 estrcco ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → Y G Z ⁡ K F ⁡ X F ⁡ Y comp ⁡ E F ⁡ Z X G Y ⁡ H = Y G Z ⁡ K ∘ X G Y ⁡ H
112 98 71 coeq12d ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → Y G Z ⁡ K ∘ X G Y ⁡ H = K ∘ H
113 111 112 eqtrd ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → Y G Z ⁡ K F ⁡ X F ⁡ Y comp ⁡ E F ⁡ Z X G Y ⁡ H = K ∘ H
114 40 52 113 3eqtr4d ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → X G Z ⁡ K X Y comp ⁡ S Z H = Y G Z ⁡ K F ⁡ X F ⁡ Y comp ⁡ E F ⁡ Z X G Y ⁡ H
115 114 ex ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → H ∈ Y X ∧ K ∈ Z Y → X G Z ⁡ K X Y comp ⁡ S Z H = Y G Z ⁡ K F ⁡ X F ⁡ Y comp ⁡ E F ⁡ Z X G Y ⁡ H
116 28 115 sylbid ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C → H ∈ X Hom ⁡ S Y ∧ K ∈ Y Hom ⁡ S Z → X G Z ⁡ K X Y comp ⁡ S Z H = Y G Z ⁡ K F ⁡ X F ⁡ Y comp ⁡ E F ⁡ Z X G Y ⁡ H
117 116 3impia ⊢ φ ∧ X ∈ C ∧ Y ∈ C ∧ Z ∈ C ∧ H ∈ X Hom ⁡ S Y ∧ K ∈ Y Hom ⁡ S Z → X G Z ⁡ K X Y comp ⁡ S Z H = Y G Z ⁡ K F ⁡ X F ⁡ Y comp ⁡ E F ⁡ Z X G Y ⁡ H