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Theorem natpropd

Description: If two categories have the same set of objects, morphisms, and compositions, then they have the same natural transformations. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses fucpropd.1 ⊢ φ → Hom 𝑓 ⁡ A = Hom 𝑓 ⁡ B
fucpropd.2 ⊢ φ → comp 𝑓 ⁡ A = comp 𝑓 ⁡ B
fucpropd.3 ⊢ φ → Hom 𝑓 ⁡ C = Hom 𝑓 ⁡ D
fucpropd.4 ⊢ φ → comp 𝑓 ⁡ C = comp 𝑓 ⁡ D
fucpropd.a ⊢ φ → A ∈ Cat
fucpropd.b ⊢ φ → B ∈ Cat
fucpropd.c ⊢ φ → C ∈ Cat
fucpropd.d ⊢ φ → D ∈ Cat
Assertion natpropd ⊢ φ → A Nat C = B Nat D

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fucpropd.1 ⊢ φ → Hom 𝑓 ⁡ A = Hom 𝑓 ⁡ B
2 fucpropd.2 ⊢ φ → comp 𝑓 ⁡ A = comp 𝑓 ⁡ B
3 fucpropd.3 ⊢ φ → Hom 𝑓 ⁡ C = Hom 𝑓 ⁡ D
4 fucpropd.4 ⊢ φ → comp 𝑓 ⁡ C = comp 𝑓 ⁡ D
5 fucpropd.a ⊢ φ → A ∈ Cat
6 fucpropd.b ⊢ φ → B ∈ Cat
7 fucpropd.c ⊢ φ → C ∈ Cat
8 fucpropd.d ⊢ φ → D ∈ Cat
9 1 2 3 4 5 6 7 8 funcpropd ⊢ φ → A Func C = B Func D
10 9 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C → A Func C = B Func D
11 nfv ⊢ Ⅎ r φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C
12 nfcsb1v ⊢ Ⅎ _ r ⦋ 1 st ⁡ f / r⦌ ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
13 12 a1i ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C → Ⅎ _ r ⦋ 1 st ⁡ f / r⦌ ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
14 fvexd ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C → 1 st ⁡ f ∈ V
15 nfv ⊢ Ⅎ s φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f
16 nfcsb1v ⊢ Ⅎ _ s ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
17 16 a1i ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f → Ⅎ _ s ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
18 fvexd ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f → 1 st ⁡ g ∈ V
19 eqid ⊢ Base C = Base C
20 eqid ⊢ Hom ⁡ C = Hom ⁡ C
21 eqid ⊢ Hom ⁡ D = Hom ⁡ D
22 3 ad4antr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ x ∈ Base A → Hom 𝑓 ⁡ C = Hom 𝑓 ⁡ D
23 eqid ⊢ Base A = Base A
24 simplr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → r = 1 st ⁡ f
25 relfunc ⊢ Rel ⁡ A Func C
26 simpllr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C
27 26 simpld ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → f ∈ A Func C
28 1st2ndbr ⊢ Rel ⁡ A Func C ∧ f ∈ A Func C → 1 st ⁡ f A Func C 2 nd ⁡ f
29 25 27 28 sylancr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → 1 st ⁡ f A Func C 2 nd ⁡ f
30 24 29 eqbrtrd ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → r A Func C 2 nd ⁡ f
31 23 19 30 funcf1 ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → r : Base A ⟶ Base C
32 31 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ x ∈ Base A → r ⁡ x ∈ Base C
33 simpr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → s = 1 st ⁡ g
34 26 simprd ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → g ∈ A Func C
35 1st2ndbr ⊢ Rel ⁡ A Func C ∧ g ∈ A Func C → 1 st ⁡ g A Func C 2 nd ⁡ g
36 25 34 35 sylancr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → 1 st ⁡ g A Func C 2 nd ⁡ g
37 33 36 eqbrtrd ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → s A Func C 2 nd ⁡ g
38 23 19 37 funcf1 ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → s : Base A ⟶ Base C
39 38 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ x ∈ Base A → s ⁡ x ∈ Base C
40 19 20 21 22 32 39 homfeqval ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ x ∈ Base A → r ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ x = r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x
41 40 ixpeq2dva ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → ⨉ x ∈ Base A r ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ x = ⨉ x ∈ Base A r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x
42 1 homfeqbas ⊢ φ → Base A = Base B
43 42 ad3antrrr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → Base A = Base B
44 43 ixpeq1d ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → ⨉ x ∈ Base A r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x = ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x
45 41 44 eqtrd ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → ⨉ x ∈ Base A r ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ x = ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x
46 fveq2 ⊢ x = z → r ⁡ x = r ⁡ z
47 fveq2 ⊢ x = z → s ⁡ x = s ⁡ z
48 46 47 oveq12d ⊢ x = z → r ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ x = r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z
49 48 cbvixpv ⊢ ⨉ x ∈ Base A r ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ x = ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z
50 49 eleq2i ⊢ a ∈ ⨉ x ∈ Base A r ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ x ↔ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z
51 43 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z → Base A = Base B
52 51 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A → Base A = Base B
53 eqid ⊢ Hom ⁡ A = Hom ⁡ A
54 eqid ⊢ Hom ⁡ B = Hom ⁡ B
55 1 ad6antr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A → Hom 𝑓 ⁡ A = Hom 𝑓 ⁡ B
56 simplr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A → x ∈ Base A
57 simpr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A → y ∈ Base A
58 23 53 54 55 56 57 homfeqval ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A → x Hom ⁡ A y = x Hom ⁡ B y
59 eqid ⊢ comp ⁡ C = comp ⁡ C
60 eqid ⊢ comp ⁡ D = comp ⁡ D
61 3 ad7antr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A ∧ h ∈ x Hom ⁡ A y → Hom 𝑓 ⁡ C = Hom 𝑓 ⁡ D
62 4 ad7antr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A ∧ h ∈ x Hom ⁡ A y → comp 𝑓 ⁡ C = comp 𝑓 ⁡ D
63 32 ad5ant13 ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A ∧ h ∈ x Hom ⁡ A y → r ⁡ x ∈ Base C
64 31 ad2antrr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A → r : Base A ⟶ Base C
65 64 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A → r ⁡ y ∈ Base C
66 65 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A ∧ h ∈ x Hom ⁡ A y → r ⁡ y ∈ Base C
67 38 ad2antrr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A → s : Base A ⟶ Base C
68 67 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A → s ⁡ y ∈ Base C
69 68 adantr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A ∧ h ∈ x Hom ⁡ A y → s ⁡ y ∈ Base C
70 30 ad3antrrr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A → r A Func C 2 nd ⁡ f
71 23 53 20 70 56 57 funcf2 ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A → x 2 nd ⁡ f y : x Hom ⁡ A y ⟶ r ⁡ x Hom ⁡ C r ⁡ y
72 71 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A ∧ h ∈ x Hom ⁡ A y → x 2 nd ⁡ f y ⁡ h ∈ r ⁡ x Hom ⁡ C r ⁡ y
73 fveq2 ⊢ z = y → r ⁡ z = r ⁡ y
74 fveq2 ⊢ z = y → s ⁡ z = s ⁡ y
75 73 74 oveq12d ⊢ z = y → r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z = r ⁡ y Hom ⁡ C s ⁡ y
76 75 fvixp ⊢ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ y ∈ Base A → a ⁡ y ∈ r ⁡ y Hom ⁡ C s ⁡ y
77 76 ad5ant24 ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A ∧ h ∈ x Hom ⁡ A y → a ⁡ y ∈ r ⁡ y Hom ⁡ C s ⁡ y
78 19 20 59 60 61 62 63 66 69 72 77 comfeqval ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A ∧ h ∈ x Hom ⁡ A y → a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ C s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h
79 39 ad5ant13 ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A ∧ h ∈ x Hom ⁡ A y → s ⁡ x ∈ Base C
80 fveq2 ⊢ z = x → r ⁡ z = r ⁡ x
81 fveq2 ⊢ z = x → s ⁡ z = s ⁡ x
82 80 81 oveq12d ⊢ z = x → r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z = r ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ x
83 82 fvixp ⊢ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A → a ⁡ x ∈ r ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ x
84 83 ad5ant23 ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A ∧ h ∈ x Hom ⁡ A y → a ⁡ x ∈ r ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ x
85 37 ad3antrrr ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A → s A Func C 2 nd ⁡ g
86 23 53 20 85 56 57 funcf2 ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A → x 2 nd ⁡ g y : x Hom ⁡ A y ⟶ s ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ y
87 86 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A ∧ h ∈ x Hom ⁡ A y → x 2 nd ⁡ g y ⁡ h ∈ s ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ y
88 19 20 59 60 61 62 63 79 69 84 87 comfeqval ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A ∧ h ∈ x Hom ⁡ A y → x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ C s ⁡ y a ⁡ x = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
89 78 88 eqeq12d ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A ∧ h ∈ x Hom ⁡ A y → a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ C s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ C s ⁡ y a ⁡ x ↔ a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
90 58 89 raleqbidva ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A ∧ y ∈ Base A → ∀ h ∈ x Hom ⁡ A y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ C s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ C s ⁡ y a ⁡ x ↔ ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
91 52 90 raleqbidva ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z ∧ x ∈ Base A → ∀ y ∈ Base A ∀ h ∈ x Hom ⁡ A y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ C s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ C s ⁡ y a ⁡ x ↔ ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
92 51 91 raleqbidva ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ z ∈ Base A r ⁡ z Hom ⁡ C s ⁡ z → ∀ x ∈ Base A ∀ y ∈ Base A ∀ h ∈ x Hom ⁡ A y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ C s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ C s ⁡ y a ⁡ x ↔ ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
93 50 92 sylan2b ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g ∧ a ∈ ⨉ x ∈ Base A r ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ x → ∀ x ∈ Base A ∀ y ∈ Base A ∀ h ∈ x Hom ⁡ A y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ C s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ C s ⁡ y a ⁡ x ↔ ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
94 45 93 rabeqbidva ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → a ∈ ⨉ x ∈ Base A r ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ x | ∀ x ∈ Base A ∀ y ∈ Base A ∀ h ∈ x Hom ⁡ A y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ C s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ C s ⁡ y a ⁡ x = a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
95 csbeq1a ⊢ s = 1 st ⁡ g → a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x = ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
96 95 adantl ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x = ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
97 94 96 eqtrd ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f ∧ s = 1 st ⁡ g → a ∈ ⨉ x ∈ Base A r ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ x | ∀ x ∈ Base A ∀ y ∈ Base A ∀ h ∈ x Hom ⁡ A y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ C s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ C s ⁡ y a ⁡ x = ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
98 15 17 18 97 csbiedf ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f → ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base A r ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ x | ∀ x ∈ Base A ∀ y ∈ Base A ∀ h ∈ x Hom ⁡ A y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ C s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ C s ⁡ y a ⁡ x = ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
99 csbeq1a ⊢ r = 1 st ⁡ f → ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x = ⦋ 1 st ⁡ f / r⦌ ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
100 99 adantl ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f → ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x = ⦋ 1 st ⁡ f / r⦌ ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
101 98 100 eqtrd ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C ∧ r = 1 st ⁡ f → ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base A r ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ x | ∀ x ∈ Base A ∀ y ∈ Base A ∀ h ∈ x Hom ⁡ A y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ C s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ C s ⁡ y a ⁡ x = ⦋ 1 st ⁡ f / r⦌ ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
102 11 13 14 101 csbiedf ⊢ φ ∧ f ∈ A Func C ∧ g ∈ A Func C → ⦋ 1 st ⁡ f / r⦌ ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base A r ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ x | ∀ x ∈ Base A ∀ y ∈ Base A ∀ h ∈ x Hom ⁡ A y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ C s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ C s ⁡ y a ⁡ x = ⦋ 1 st ⁡ f / r⦌ ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
103 9 10 102 mpoeq123dva ⊢ φ → f ∈ A Func C , g ∈ A Func C ⟼ ⦋ 1 st ⁡ f / r⦌ ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base A r ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ x | ∀ x ∈ Base A ∀ y ∈ Base A ∀ h ∈ x Hom ⁡ A y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ C s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ C s ⁡ y a ⁡ x = f ∈ B Func D , g ∈ B Func D ⟼ ⦋ 1 st ⁡ f / r⦌ ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
104 eqid ⊢ A Nat C = A Nat C
105 104 23 53 20 59 natfval ⊢ A Nat C = f ∈ A Func C , g ∈ A Func C ⟼ ⦋ 1 st ⁡ f / r⦌ ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base A r ⁡ x Hom ⁡ C s ⁡ x | ∀ x ∈ Base A ∀ y ∈ Base A ∀ h ∈ x Hom ⁡ A y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ C s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ C s ⁡ y a ⁡ x
106 eqid ⊢ B Nat D = B Nat D
107 eqid ⊢ Base B = Base B
108 106 107 54 21 60 natfval ⊢ B Nat D = f ∈ B Func D , g ∈ B Func D ⟼ ⦋ 1 st ⁡ f / r⦌ ⦋ 1 st ⁡ g / s⦌ a ∈ ⨉ x ∈ Base B r ⁡ x Hom ⁡ D s ⁡ x | ∀ x ∈ Base B ∀ y ∈ Base B ∀ h ∈ x Hom ⁡ B y a ⁡ y r ⁡ x r ⁡ y comp ⁡ D s ⁡ y x 2 nd ⁡ f y ⁡ h = x 2 nd ⁡ g y ⁡ h r ⁡ x s ⁡ x comp ⁡ D s ⁡ y a ⁡ x
109 103 105 108 3eqtr4g ⊢ φ → A Nat C = B Nat D