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Theorem isepi2

Description: Write out the epimorphism property directly. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses isepi.b ⊢ B = Base C
isepi.h ⊢ H = Hom ⁡ C
isepi.o ⊢ · ˙ = comp ⁡ C
isepi.e ⊢ E = Epi ⁡ C
isepi.c ⊢ φ → C ∈ Cat
isepi.x ⊢ φ → X ∈ B
isepi.y ⊢ φ → Y ∈ B
Assertion isepi2 ⊢ φ → F ∈ X E Y ↔ F ∈ X H Y ∧ ∀ z ∈ B ∀ g ∈ Y H z ∀ h ∈ Y H z g X Y · ˙ z F = h X Y · ˙ z F → g = h

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isepi.b ⊢ B = Base C
2 isepi.h ⊢ H = Hom ⁡ C
3 isepi.o ⊢ · ˙ = comp ⁡ C
4 isepi.e ⊢ E = Epi ⁡ C
5 isepi.c ⊢ φ → C ∈ Cat
6 isepi.x ⊢ φ → X ∈ B
7 isepi.y ⊢ φ → Y ∈ B
8 1 2 3 4 5 6 7 isepi ⊢ φ → F ∈ X E Y ↔ F ∈ X H Y ∧ ∀ z ∈ B Fun ⁡ g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F -1
9 5 ad2antrr ⊢ φ ∧ F ∈ X H Y ∧ z ∈ B ∧ g ∈ Y H z → C ∈ Cat
10 6 ad2antrr ⊢ φ ∧ F ∈ X H Y ∧ z ∈ B ∧ g ∈ Y H z → X ∈ B
11 7 ad2antrr ⊢ φ ∧ F ∈ X H Y ∧ z ∈ B ∧ g ∈ Y H z → Y ∈ B
12 simprl ⊢ φ ∧ F ∈ X H Y ∧ z ∈ B ∧ g ∈ Y H z → z ∈ B
13 simplr ⊢ φ ∧ F ∈ X H Y ∧ z ∈ B ∧ g ∈ Y H z → F ∈ X H Y
14 simprr ⊢ φ ∧ F ∈ X H Y ∧ z ∈ B ∧ g ∈ Y H z → g ∈ Y H z
15 1 2 3 9 10 11 12 13 14 catcocl ⊢ φ ∧ F ∈ X H Y ∧ z ∈ B ∧ g ∈ Y H z → g X Y · ˙ z F ∈ X H z
16 15 anassrs ⊢ φ ∧ F ∈ X H Y ∧ z ∈ B ∧ g ∈ Y H z → g X Y · ˙ z F ∈ X H z
17 16 ralrimiva ⊢ φ ∧ F ∈ X H Y ∧ z ∈ B → ∀ g ∈ Y H z g X Y · ˙ z F ∈ X H z
18 eqid ⊢ g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F = g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F
19 18 fmpt ⊢ ∀ g ∈ Y H z g X Y · ˙ z F ∈ X H z ↔ g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F : Y H z ⟶ X H z
20 df-f1 ⊢ g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F : Y H z ⟶ 1-1 X H z ↔ g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F : Y H z ⟶ X H z ∧ Fun ⁡ g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F -1
21 20 baib ⊢ g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F : Y H z ⟶ X H z → g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F : Y H z ⟶ 1-1 X H z ↔ Fun ⁡ g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F -1
22 19 21 sylbi ⊢ ∀ g ∈ Y H z g X Y · ˙ z F ∈ X H z → g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F : Y H z ⟶ 1-1 X H z ↔ Fun ⁡ g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F -1
23 oveq1 ⊢ g = h → g X Y · ˙ z F = h X Y · ˙ z F
24 18 23 f1mpt ⊢ g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F : Y H z ⟶ 1-1 X H z ↔ ∀ g ∈ Y H z g X Y · ˙ z F ∈ X H z ∧ ∀ g ∈ Y H z ∀ h ∈ Y H z g X Y · ˙ z F = h X Y · ˙ z F → g = h
25 24 baib ⊢ ∀ g ∈ Y H z g X Y · ˙ z F ∈ X H z → g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F : Y H z ⟶ 1-1 X H z ↔ ∀ g ∈ Y H z ∀ h ∈ Y H z g X Y · ˙ z F = h X Y · ˙ z F → g = h
26 22 25 bitr3d ⊢ ∀ g ∈ Y H z g X Y · ˙ z F ∈ X H z → Fun ⁡ g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F -1 ↔ ∀ g ∈ Y H z ∀ h ∈ Y H z g X Y · ˙ z F = h X Y · ˙ z F → g = h
27 17 26 syl ⊢ φ ∧ F ∈ X H Y ∧ z ∈ B → Fun ⁡ g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F -1 ↔ ∀ g ∈ Y H z ∀ h ∈ Y H z g X Y · ˙ z F = h X Y · ˙ z F → g = h
28 27 ralbidva ⊢ φ ∧ F ∈ X H Y → ∀ z ∈ B Fun ⁡ g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F -1 ↔ ∀ z ∈ B ∀ g ∈ Y H z ∀ h ∈ Y H z g X Y · ˙ z F = h X Y · ˙ z F → g = h
29 28 pm5.32da ⊢ φ → F ∈ X H Y ∧ ∀ z ∈ B Fun ⁡ g ∈ Y H z ⟼ g X Y · ˙ z F -1 ↔ F ∈ X H Y ∧ ∀ z ∈ B ∀ g ∈ Y H z ∀ h ∈ Y H z g X Y · ˙ z F = h X Y · ˙ z F → g = h
30 8 29 bitrd ⊢ φ → F ∈ X E Y ↔ F ∈ X H Y ∧ ∀ z ∈ B ∀ g ∈ Y H z ∀ h ∈ Y H z g X Y · ˙ z F = h X Y · ˙ z F → g = h