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Theorem resccatlem

Description: Lemma for resccat . (Contributed by Zhi Wang, 6-Nov-2025)

Ref Expression
Hypotheses resccat.d ⊢ D = C ↾ cat J
resccat.b ⊢ B = Base C
resccat.s ⊢ S = Base E
resccat.j ⊢ J = Hom 𝑓 ⁡ E
resccat.x ⊢ · ˙ = comp ⁡ C
resccat.xb ⊢ ∙ ˙ = comp ⁡ E
resccat.1 ⊢ φ ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ x J y ∧ g ∈ y J z → g x y · ˙ z f = g x y ∙ ˙ z f
resccat.e ⊢ φ → E ∈ V
resccat.ss ⊢ φ → S ⊆ B
resccatlem.c ⊢ φ → C ∈ U
Assertion resccatlem ⊢ φ → D ∈ Cat ↔ E ∈ Cat

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 resccat.d ⊢ D = C ↾ cat J
2 resccat.b ⊢ B = Base C
3 resccat.s ⊢ S = Base E
4 resccat.j ⊢ J = Hom 𝑓 ⁡ E
5 resccat.x ⊢ · ˙ = comp ⁡ C
6 resccat.xb ⊢ ∙ ˙ = comp ⁡ E
7 resccat.1 ⊢ φ ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ x J y ∧ g ∈ y J z → g x y · ˙ z f = g x y ∙ ˙ z f
8 resccat.e ⊢ φ → E ∈ V
9 resccat.ss ⊢ φ → S ⊆ B
10 resccatlem.c ⊢ φ → C ∈ U
11 4 3 homffn ⊢ J Fn S × S
12 11 a1i ⊢ φ → J Fn S × S
13 1 2 10 12 9 reschomf ⊢ φ → J = Hom 𝑓 ⁡ D
14 13 4 eqtr3di ⊢ φ → Hom 𝑓 ⁡ D = Hom 𝑓 ⁡ E
15 7 ralrimivva ⊢ φ ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S → ∀ f ∈ x J y ∀ g ∈ y J z g x y · ˙ z f = g x y ∙ ˙ z f
16 15 ralrimivvva ⊢ φ → ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S ∀ z ∈ S ∀ f ∈ x J y ∀ g ∈ y J z g x y · ˙ z f = g x y ∙ ˙ z f
17 eqid ⊢ comp ⁡ D = comp ⁡ D
18 eqid ⊢ Hom ⁡ D = Hom ⁡ D
19 1 2 10 12 9 rescbas ⊢ φ → S = Base D
20 3 a1i ⊢ φ → S = Base E
21 17 6 18 19 20 14 comfeq ⊢ φ → comp 𝑓 ⁡ D = comp 𝑓 ⁡ E ↔ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S ∀ z ∈ S ∀ f ∈ x Hom ⁡ D y ∀ g ∈ y Hom ⁡ D z g x y comp ⁡ D z f = g x y ∙ ˙ z f
22 1 2 10 12 9 reschom ⊢ φ → J = Hom ⁡ D
23 22 oveqd ⊢ φ → x J y = x Hom ⁡ D y
24 22 oveqd ⊢ φ → y J z = y Hom ⁡ D z
25 1 2 10 12 9 5 rescco ⊢ φ → · ˙ = comp ⁡ D
26 25 oveqd ⊢ φ → x y · ˙ z = x y comp ⁡ D z
27 26 oveqd ⊢ φ → g x y · ˙ z f = g x y comp ⁡ D z f
28 27 eqeq1d ⊢ φ → g x y · ˙ z f = g x y ∙ ˙ z f ↔ g x y comp ⁡ D z f = g x y ∙ ˙ z f
29 24 28 raleqbidv ⊢ φ → ∀ g ∈ y J z g x y · ˙ z f = g x y ∙ ˙ z f ↔ ∀ g ∈ y Hom ⁡ D z g x y comp ⁡ D z f = g x y ∙ ˙ z f
30 23 29 raleqbidv ⊢ φ → ∀ f ∈ x J y ∀ g ∈ y J z g x y · ˙ z f = g x y ∙ ˙ z f ↔ ∀ f ∈ x Hom ⁡ D y ∀ g ∈ y Hom ⁡ D z g x y comp ⁡ D z f = g x y ∙ ˙ z f
31 30 3ralbidv ⊢ φ → ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S ∀ z ∈ S ∀ f ∈ x J y ∀ g ∈ y J z g x y · ˙ z f = g x y ∙ ˙ z f ↔ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S ∀ z ∈ S ∀ f ∈ x Hom ⁡ D y ∀ g ∈ y Hom ⁡ D z g x y comp ⁡ D z f = g x y ∙ ˙ z f
32 21 31 bitr4d ⊢ φ → comp 𝑓 ⁡ D = comp 𝑓 ⁡ E ↔ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S ∀ z ∈ S ∀ f ∈ x J y ∀ g ∈ y J z g x y · ˙ z f = g x y ∙ ˙ z f
33 16 32 mpbird ⊢ φ → comp 𝑓 ⁡ D = comp 𝑓 ⁡ E
34 1 ovexi ⊢ D ∈ V
35 34 a1i ⊢ φ → D ∈ V
36 14 33 35 8 catpropd ⊢ φ → D ∈ Cat ↔ E ∈ Cat