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Theorem hofcllem

Description: Lemma for hofcl . (Contributed by Mario Carneiro, 15-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses hofcl.m ⊢ M = Hom F ⁡ C
hofcl.o ⊢ O = oppCat ⁡ C
hofcl.d ⊢ D = SetCat ⁡ U
hofcl.c ⊢ φ → C ∈ Cat
hofcl.u ⊢ φ → U ∈ V
hofcl.h ⊢ φ → ran ⁡ Hom 𝑓 ⁡ C ⊆ U
hofcllem.b ⊢ B = Base C
hofcllem.h ⊢ H = Hom ⁡ C
hofcllem.x ⊢ φ → X ∈ B
hofcllem.y ⊢ φ → Y ∈ B
hofcllem.z ⊢ φ → Z ∈ B
hofcllem.w ⊢ φ → W ∈ B
hofcllem.s ⊢ φ → S ∈ B
hofcllem.t ⊢ φ → T ∈ B
hofcllem.m ⊢ φ → K ∈ Z H X
hofcllem.n ⊢ φ → L ∈ Y H W
hofcllem.p ⊢ φ → P ∈ S H Z
hofcllem.q ⊢ φ → Q ∈ W H T
Assertion hofcllem ⊢ φ → K S Z comp ⁡ C X P X Y 2 nd ⁡ M S T Q Y W comp ⁡ C T L = P Z W 2 nd ⁡ M S T Q X H Y Z H W comp ⁡ D S H T K X Y 2 nd ⁡ M Z W L

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hofcl.m ⊢ M = Hom F ⁡ C
2 hofcl.o ⊢ O = oppCat ⁡ C
3 hofcl.d ⊢ D = SetCat ⁡ U
4 hofcl.c ⊢ φ → C ∈ Cat
5 hofcl.u ⊢ φ → U ∈ V
6 hofcl.h ⊢ φ → ran ⁡ Hom 𝑓 ⁡ C ⊆ U
7 hofcllem.b ⊢ B = Base C
8 hofcllem.h ⊢ H = Hom ⁡ C
9 hofcllem.x ⊢ φ → X ∈ B
10 hofcllem.y ⊢ φ → Y ∈ B
11 hofcllem.z ⊢ φ → Z ∈ B
12 hofcllem.w ⊢ φ → W ∈ B
13 hofcllem.s ⊢ φ → S ∈ B
14 hofcllem.t ⊢ φ → T ∈ B
15 hofcllem.m ⊢ φ → K ∈ Z H X
16 hofcllem.n ⊢ φ → L ∈ Y H W
17 hofcllem.p ⊢ φ → P ∈ S H Z
18 hofcllem.q ⊢ φ → Q ∈ W H T
19 eqid ⊢ comp ⁡ C = comp ⁡ C
20 4 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → C ∈ Cat
21 13 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → S ∈ B
22 11 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → Z ∈ B
23 9 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → X ∈ B
24 17 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → P ∈ S H Z
25 15 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → K ∈ Z H X
26 14 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → T ∈ B
27 10 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → Y ∈ B
28 simpr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → f ∈ X H Y
29 7 8 19 4 10 12 14 16 18 catcocl ⊢ φ → Q Y W comp ⁡ C T L ∈ Y H T
30 29 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → Q Y W comp ⁡ C T L ∈ Y H T
31 7 8 19 20 23 27 26 28 30 catcocl ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → Q Y W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C T f ∈ X H T
32 7 8 19 20 21 22 23 24 25 26 31 catass ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → Q Y W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C T f Z X comp ⁡ C T K S Z comp ⁡ C T P = Q Y W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C T f S X comp ⁡ C T K S Z comp ⁡ C X P
33 12 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → W ∈ B
34 16 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → L ∈ Y H W
35 18 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → Q ∈ W H T
36 7 8 19 20 23 27 33 28 34 26 35 catass ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → Q Y W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C T f = Q X W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C W f
37 36 oveq1d ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → Q Y W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C T f Z X comp ⁡ C T K = Q X W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C T K
38 7 8 19 20 23 27 33 28 34 catcocl ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → L X Y comp ⁡ C W f ∈ X H W
39 7 8 19 20 22 23 33 25 38 26 35 catass ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → Q X W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C T K = Q Z W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K
40 37 39 eqtrd ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → Q Y W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C T f Z X comp ⁡ C T K = Q Z W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K
41 40 oveq1d ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → Q Y W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C T f Z X comp ⁡ C T K S Z comp ⁡ C T P = Q Z W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K S Z comp ⁡ C T P
42 32 41 eqtr3d ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → Q Y W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C T f S X comp ⁡ C T K S Z comp ⁡ C X P = Q Z W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K S Z comp ⁡ C T P
43 42 mpteq2dva ⊢ φ → f ∈ X H Y ⟼ Q Y W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C T f S X comp ⁡ C T K S Z comp ⁡ C X P = f ∈ X H Y ⟼ Q Z W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K S Z comp ⁡ C T P
44 7 8 19 4 13 11 9 17 15 catcocl ⊢ φ → K S Z comp ⁡ C X P ∈ S H X
45 1 4 7 8 9 10 13 14 19 44 29 hof2val ⊢ φ → K S Z comp ⁡ C X P X Y 2 nd ⁡ M S T Q Y W comp ⁡ C T L = f ∈ X H Y ⟼ Q Y W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C T f S X comp ⁡ C T K S Z comp ⁡ C X P
46 1 4 7 8 11 12 13 14 19 17 18 hof2val ⊢ φ → P Z W 2 nd ⁡ M S T Q = g ∈ Z H W ⟼ Q Z W comp ⁡ C T g S Z comp ⁡ C T P
47 1 4 7 8 9 10 11 12 19 15 16 hof2val ⊢ φ → K X Y 2 nd ⁡ M Z W L = f ∈ X H Y ⟼ L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K
48 46 47 oveq12d ⊢ φ → P Z W 2 nd ⁡ M S T Q X H Y Z H W comp ⁡ D S H T K X Y 2 nd ⁡ M Z W L = g ∈ Z H W ⟼ Q Z W comp ⁡ C T g S Z comp ⁡ C T P X H Y Z H W comp ⁡ D S H T f ∈ X H Y ⟼ L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K
49 eqid ⊢ comp ⁡ D = comp ⁡ D
50 eqid ⊢ Hom 𝑓 ⁡ C = Hom 𝑓 ⁡ C
51 50 7 8 9 10 homfval ⊢ φ → X Hom 𝑓 ⁡ C Y = X H Y
52 50 7 homffn ⊢ Hom 𝑓 ⁡ C Fn B × B
53 52 a1i ⊢ φ → Hom 𝑓 ⁡ C Fn B × B
54 df-f ⊢ Hom 𝑓 ⁡ C : B × B ⟶ U ↔ Hom 𝑓 ⁡ C Fn B × B ∧ ran ⁡ Hom 𝑓 ⁡ C ⊆ U
55 53 6 54 sylanbrc ⊢ φ → Hom 𝑓 ⁡ C : B × B ⟶ U
56 55 9 10 fovcdmd ⊢ φ → X Hom 𝑓 ⁡ C Y ∈ U
57 51 56 eqeltrrd ⊢ φ → X H Y ∈ U
58 50 7 8 11 12 homfval ⊢ φ → Z Hom 𝑓 ⁡ C W = Z H W
59 55 11 12 fovcdmd ⊢ φ → Z Hom 𝑓 ⁡ C W ∈ U
60 58 59 eqeltrrd ⊢ φ → Z H W ∈ U
61 50 7 8 13 14 homfval ⊢ φ → S Hom 𝑓 ⁡ C T = S H T
62 55 13 14 fovcdmd ⊢ φ → S Hom 𝑓 ⁡ C T ∈ U
63 61 62 eqeltrrd ⊢ φ → S H T ∈ U
64 7 8 19 20 22 23 33 25 38 catcocl ⊢ φ ∧ f ∈ X H Y → L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K ∈ Z H W
65 64 fmpttd ⊢ φ → f ∈ X H Y ⟼ L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K : X H Y ⟶ Z H W
66 4 adantr ⊢ φ ∧ g ∈ Z H W → C ∈ Cat
67 13 adantr ⊢ φ ∧ g ∈ Z H W → S ∈ B
68 11 adantr ⊢ φ ∧ g ∈ Z H W → Z ∈ B
69 14 adantr ⊢ φ ∧ g ∈ Z H W → T ∈ B
70 17 adantr ⊢ φ ∧ g ∈ Z H W → P ∈ S H Z
71 12 adantr ⊢ φ ∧ g ∈ Z H W → W ∈ B
72 simpr ⊢ φ ∧ g ∈ Z H W → g ∈ Z H W
73 18 adantr ⊢ φ ∧ g ∈ Z H W → Q ∈ W H T
74 7 8 19 66 68 71 69 72 73 catcocl ⊢ φ ∧ g ∈ Z H W → Q Z W comp ⁡ C T g ∈ Z H T
75 7 8 19 66 67 68 69 70 74 catcocl ⊢ φ ∧ g ∈ Z H W → Q Z W comp ⁡ C T g S Z comp ⁡ C T P ∈ S H T
76 75 fmpttd ⊢ φ → g ∈ Z H W ⟼ Q Z W comp ⁡ C T g S Z comp ⁡ C T P : Z H W ⟶ S H T
77 3 5 49 57 60 63 65 76 setcco ⊢ φ → g ∈ Z H W ⟼ Q Z W comp ⁡ C T g S Z comp ⁡ C T P X H Y Z H W comp ⁡ D S H T f ∈ X H Y ⟼ L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K = g ∈ Z H W ⟼ Q Z W comp ⁡ C T g S Z comp ⁡ C T P ∘ f ∈ X H Y ⟼ L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K
78 eqidd ⊢ φ → f ∈ X H Y ⟼ L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K = f ∈ X H Y ⟼ L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K
79 eqidd ⊢ φ → g ∈ Z H W ⟼ Q Z W comp ⁡ C T g S Z comp ⁡ C T P = g ∈ Z H W ⟼ Q Z W comp ⁡ C T g S Z comp ⁡ C T P
80 oveq2 ⊢ g = L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K → Q Z W comp ⁡ C T g = Q Z W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K
81 80 oveq1d ⊢ g = L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K → Q Z W comp ⁡ C T g S Z comp ⁡ C T P = Q Z W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K S Z comp ⁡ C T P
82 64 78 79 81 fmptco ⊢ φ → g ∈ Z H W ⟼ Q Z W comp ⁡ C T g S Z comp ⁡ C T P ∘ f ∈ X H Y ⟼ L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K = f ∈ X H Y ⟼ Q Z W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K S Z comp ⁡ C T P
83 48 77 82 3eqtrd ⊢ φ → P Z W 2 nd ⁡ M S T Q X H Y Z H W comp ⁡ D S H T K X Y 2 nd ⁡ M Z W L = f ∈ X H Y ⟼ Q Z W comp ⁡ C T L X Y comp ⁡ C W f Z X comp ⁡ C W K S Z comp ⁡ C T P
84 43 45 83 3eqtr4d ⊢ φ → K S Z comp ⁡ C X P X Y 2 nd ⁡ M S T Q Y W comp ⁡ C T L = P Z W 2 nd ⁡ M S T Q X H Y Z H W comp ⁡ D S H T K X Y 2 nd ⁡ M Z W L