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Theorem iinfconstbas

Description: The discrete category is the indexed intersection of all subcategories with the same base. (Contributed by Zhi Wang, 1-Nov-2025)

Ref Expression
Hypotheses discsubc.j J = x S , y S if x = y I x
discsubc.b B = Base C
discsubc.i I = Id C
discsubc.s φ S B
discsubc.c φ C Cat
iinfconstbas.a φ A = Subcat C j | j Fn S × S
Assertion iinfconstbas φ J = z h A dom h h A h z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 discsubc.j J = x S , y S if x = y I x
2 discsubc.b B = Base C
3 discsubc.i I = Id C
4 discsubc.s φ S B
5 discsubc.c φ C Cat
6 iinfconstbas.a φ A = Subcat C j | j Fn S × S
7 1 2 3 4 5 6 iinfconstbaslem φ J A
8 7 ne0d φ A
9 iinconst A h A S = S
10 8 9 syl φ h A S = S
11 10 eqcomd φ S = h A S
12 11 adantr φ x S S = h A S
13 7 adantr φ x S y S J A
14 simpr φ x S y S h = J h = J
15 14 oveqd φ x S y S h = J x h y = x J y
16 snex I x V
17 0ex V
18 16 17 ifex if x = y I x V
19 1 ovmpt4g x S y S if x = y I x V x J y = if x = y I x
20 18 19 mp3an3 x S y S x J y = if x = y I x
21 20 ad2antlr φ x S y S h = J x J y = if x = y I x
22 15 21 eqtrd φ x S y S h = J x h y = if x = y I x
23 sseq1 I x = if x = y I x I x x h y if x = y I x x h y
24 sseq1 = if x = y I x x h y if x = y I x x h y
25 simpr φ h A h A
26 6 adantr φ h A A = Subcat C j | j Fn S × S
27 25 26 eleqtrd φ h A h Subcat C j | j Fn S × S
28 27 elin1d φ h A h Subcat C
29 28 adantlr φ x S y S h A h Subcat C
30 27 elin2d φ h A h j | j Fn S × S
31 vex h V
32 fneq1 j = h j Fn S × S h Fn S × S
33 31 32 elab h j | j Fn S × S h Fn S × S
34 30 33 sylib φ h A h Fn S × S
35 34 adantlr φ x S y S h A h Fn S × S
36 simplrl φ x S y S h A x S
37 29 35 36 3 subcidcl φ x S y S h A I x x h x
38 37 adantr φ x S y S h A x = y I x x h x
39 simpr φ x S y S h A x = y x = y
40 39 oveq2d φ x S y S h A x = y x h x = x h y
41 38 40 eleqtrd φ x S y S h A x = y I x x h y
42 41 snssd φ x S y S h A x = y I x x h y
43 0ss x h y
44 43 a1i φ x S y S h A ¬ x = y x h y
45 23 24 42 44 ifbothda φ x S y S h A if x = y I x x h y
46 13 22 45 iinglb φ x S y S h A x h y = if x = y I x
47 46 eqcomd φ x S y S if x = y I x = h A x h y
48 11 12 47 mpoeq123dva φ x S , y S if x = y I x = x h A S , y h A S h A x h y
49 1 48 eqtrid φ J = x h A S , y h A S h A x h y
50 eqid Hom 𝑓 C = Hom 𝑓 C
51 28 50 subcssc φ h A h cat Hom 𝑓 C
52 eqidd φ z h A dom h h A h z = z h A dom h h A h z
53 dmdm h Fn S × S S = dom dom h
54 34 53 syl φ h A S = dom dom h
55 nfv h φ
56 8 51 52 54 55 iinfssclem1 φ z h A dom h h A h z = x h A S , y h A S h A x h y
57 49 56 eqtr4d φ J = z h A dom h h A h z