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Theorem issubc

Description: Elementhood in the set of subcategories. (Contributed by Mario Carneiro, 4-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses issubc.h H = Hom 𝑓 C
issubc.i 1 ˙ = Id C
issubc.o · ˙ = comp C
issubc.c φ C Cat
issubc.s φ S = dom dom J
Assertion issubc φ J Subcat C J cat H x S 1 ˙ x x J x y S z S f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 issubc.h H = Hom 𝑓 C
2 issubc.i 1 ˙ = Id C
3 issubc.o · ˙ = comp C
4 issubc.c φ C Cat
5 issubc.s φ S = dom dom J
6 simpl C Cat S = dom dom J C Cat
7 sscpwex j | j cat Hom 𝑓 c V
8 simpl j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z j cat Hom 𝑓 c
9 8 ss2abi j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z j | j cat Hom 𝑓 c
10 7 9 ssexi j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z V
11 10 csbex C / c j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z V
12 11 a1i C Cat S = dom dom J C / c j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z V
13 df-subc Subcat = c Cat j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z
14 13 fvmpts C Cat C / c j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z V Subcat C = C / c j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z
15 6 12 14 syl2anc C Cat S = dom dom J Subcat C = C / c j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z
16 15 eleq2d C Cat S = dom dom J J Subcat C J C / c j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z
17 sbcel2 [˙C / c]˙ J j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z J C / c j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z
18 17 a1i C Cat S = dom dom J [˙C / c]˙ J j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z J C / c j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z
19 elex J j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z J V
20 19 a1i C Cat S = dom dom J c = C J j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z J V
21 sscrel Rel cat
22 21 brrelex1i J cat H J V
23 22 adantr J cat H x S 1 ˙ x x J x y S z S f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z J V
24 23 a1i C Cat S = dom dom J c = C J cat H x S 1 ˙ x x J x y S z S f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z J V
25 df-sbc [˙J / j]˙ j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z J j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z
26 simpr C Cat S = dom dom J c = C J V J V
27 simpr C Cat S = dom dom J c = C j = J j = J
28 simpr C Cat S = dom dom J c = C c = C
29 28 fveq2d C Cat S = dom dom J c = C Hom 𝑓 c = Hom 𝑓 C
30 29 1 eqtr4di C Cat S = dom dom J c = C Hom 𝑓 c = H
31 30 adantr C Cat S = dom dom J c = C j = J Hom 𝑓 c = H
32 27 31 breq12d C Cat S = dom dom J c = C j = J j cat Hom 𝑓 c J cat H
33 vex j V
34 33 dmex dom j V
35 34 dmex dom dom j V
36 35 a1i C Cat S = dom dom J c = C j = J dom dom j V
37 27 dmeqd C Cat S = dom dom J c = C j = J dom j = dom J
38 37 dmeqd C Cat S = dom dom J c = C j = J dom dom j = dom dom J
39 simpllr C Cat S = dom dom J c = C j = J S = dom dom J
40 38 39 eqtr4d C Cat S = dom dom J c = C j = J dom dom j = S
41 simpr C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S s = S
42 simpllr C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S c = C
43 42 fveq2d C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S Id c = Id C
44 43 2 eqtr4di C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S Id c = 1 ˙
45 44 fveq1d C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S Id c x = 1 ˙ x
46 simplr C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S j = J
47 46 oveqd C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S x j x = x J x
48 45 47 eleq12d C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S Id c x x j x 1 ˙ x x J x
49 46 oveqd C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S x j y = x J y
50 46 oveqd C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S y j z = y J z
51 42 fveq2d C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S comp c = comp C
52 51 3 eqtr4di C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S comp c = · ˙
53 52 oveqd C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S x y comp c z = x y · ˙ z
54 53 oveqd C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S g x y comp c z f = g x y · ˙ z f
55 46 oveqd C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S x j z = x J z
56 54 55 eleq12d C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S g x y comp c z f x j z g x y · ˙ z f x J z
57 50 56 raleqbidv C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S g y j z g x y comp c z f x j z g y J z g x y · ˙ z f x J z
58 49 57 raleqbidv C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S f x j y g y j z g x y comp c z f x j z f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z
59 41 58 raleqbidv C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z z S f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z
60 41 59 raleqbidv C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z y S z S f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z
61 48 60 anbi12d C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z 1 ˙ x x J x y S z S f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z
62 41 61 raleqbidv C Cat S = dom dom J c = C j = J s = S x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z x S 1 ˙ x x J x y S z S f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z
63 36 40 62 sbcied2 C Cat S = dom dom J c = C j = J [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z x S 1 ˙ x x J x y S z S f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z
64 32 63 anbi12d C Cat S = dom dom J c = C j = J j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z J cat H x S 1 ˙ x x J x y S z S f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z
65 64 adantlr C Cat S = dom dom J c = C J V j = J j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z J cat H x S 1 ˙ x x J x y S z S f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z
66 26 65 sbcied C Cat S = dom dom J c = C J V [˙J / j]˙ j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z J cat H x S 1 ˙ x x J x y S z S f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z
67 25 66 bitr3id C Cat S = dom dom J c = C J V J j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z J cat H x S 1 ˙ x x J x y S z S f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z
68 67 ex C Cat S = dom dom J c = C J V J j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z J cat H x S 1 ˙ x x J x y S z S f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z
69 20 24 68 pm5.21ndd C Cat S = dom dom J c = C J j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z J cat H x S 1 ˙ x x J x y S z S f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z
70 6 69 sbcied C Cat S = dom dom J [˙C / c]˙ J j | j cat Hom 𝑓 c [˙ dom dom j / s]˙ x s Id c x x j x y s z s f x j y g y j z g x y comp c z f x j z J cat H x S 1 ˙ x x J x y S z S f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z
71 16 18 70 3bitr2d C Cat S = dom dom J J Subcat C J cat H x S 1 ˙ x x J x y S z S f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z
72 4 5 71 syl2anc φ J Subcat C J cat H x S 1 ˙ x x J x y S z S f x J y g y J z g x y · ˙ z f x J z