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Theorem setcco

Description: Composition in the category of sets. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses setcbas.c ⊢ C = SetCat ⁡ U
setcbas.u ⊢ φ → U ∈ V
setcco.o ⊢ · ˙ = comp ⁡ C
setcco.x ⊢ φ → X ∈ U
setcco.y ⊢ φ → Y ∈ U
setcco.z ⊢ φ → Z ∈ U
setcco.f ⊢ φ → F : X ⟶ Y
setcco.g ⊢ φ → G : Y ⟶ Z
Assertion setcco ⊢ φ → G X Y · ˙ Z F = G ∘ F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 setcbas.c ⊢ C = SetCat ⁡ U
2 setcbas.u ⊢ φ → U ∈ V
3 setcco.o ⊢ · ˙ = comp ⁡ C
4 setcco.x ⊢ φ → X ∈ U
5 setcco.y ⊢ φ → Y ∈ U
6 setcco.z ⊢ φ → Z ∈ U
7 setcco.f ⊢ φ → F : X ⟶ Y
8 setcco.g ⊢ φ → G : Y ⟶ Z
9 1 2 3 setccofval ⊢ φ → · ˙ = v ∈ U × U , z ∈ U ⟼ g ∈ z 2 nd ⁡ v , f ∈ 2 nd ⁡ v 1 st ⁡ v ⟼ g ∘ f
10 simprr ⊢ φ ∧ v = X Y ∧ z = Z → z = Z
11 simprl ⊢ φ ∧ v = X Y ∧ z = Z → v = X Y
12 11 fveq2d ⊢ φ ∧ v = X Y ∧ z = Z → 2 nd ⁡ v = 2 nd ⁡ X Y
13 op2ndg ⊢ X ∈ U ∧ Y ∈ U → 2 nd ⁡ X Y = Y
14 4 5 13 syl2anc ⊢ φ → 2 nd ⁡ X Y = Y
15 14 adantr ⊢ φ ∧ v = X Y ∧ z = Z → 2 nd ⁡ X Y = Y
16 12 15 eqtrd ⊢ φ ∧ v = X Y ∧ z = Z → 2 nd ⁡ v = Y
17 10 16 oveq12d ⊢ φ ∧ v = X Y ∧ z = Z → z 2 nd ⁡ v = Z Y
18 11 fveq2d ⊢ φ ∧ v = X Y ∧ z = Z → 1 st ⁡ v = 1 st ⁡ X Y
19 op1stg ⊢ X ∈ U ∧ Y ∈ U → 1 st ⁡ X Y = X
20 4 5 19 syl2anc ⊢ φ → 1 st ⁡ X Y = X
21 20 adantr ⊢ φ ∧ v = X Y ∧ z = Z → 1 st ⁡ X Y = X
22 18 21 eqtrd ⊢ φ ∧ v = X Y ∧ z = Z → 1 st ⁡ v = X
23 16 22 oveq12d ⊢ φ ∧ v = X Y ∧ z = Z → 2 nd ⁡ v 1 st ⁡ v = Y X
24 eqidd ⊢ φ ∧ v = X Y ∧ z = Z → g ∘ f = g ∘ f
25 17 23 24 mpoeq123dv ⊢ φ ∧ v = X Y ∧ z = Z → g ∈ z 2 nd ⁡ v , f ∈ 2 nd ⁡ v 1 st ⁡ v ⟼ g ∘ f = g ∈ Z Y , f ∈ Y X ⟼ g ∘ f
26 4 5 opelxpd ⊢ φ → X Y ∈ U × U
27 ovex ⊢ Z Y ∈ V
28 ovex ⊢ Y X ∈ V
29 27 28 mpoex ⊢ g ∈ Z Y , f ∈ Y X ⟼ g ∘ f ∈ V
30 29 a1i ⊢ φ → g ∈ Z Y , f ∈ Y X ⟼ g ∘ f ∈ V
31 9 25 26 6 30 ovmpod ⊢ φ → X Y · ˙ Z = g ∈ Z Y , f ∈ Y X ⟼ g ∘ f
32 simprl ⊢ φ ∧ g = G ∧ f = F → g = G
33 simprr ⊢ φ ∧ g = G ∧ f = F → f = F
34 32 33 coeq12d ⊢ φ ∧ g = G ∧ f = F → g ∘ f = G ∘ F
35 6 5 elmapd ⊢ φ → G ∈ Z Y ↔ G : Y ⟶ Z
36 8 35 mpbird ⊢ φ → G ∈ Z Y
37 5 4 elmapd ⊢ φ → F ∈ Y X ↔ F : X ⟶ Y
38 7 37 mpbird ⊢ φ → F ∈ Y X
39 coexg ⊢ G ∈ Z Y ∧ F ∈ Y X → G ∘ F ∈ V
40 36 38 39 syl2anc ⊢ φ → G ∘ F ∈ V
41 31 34 36 38 40 ovmpod ⊢ φ → G X Y · ˙ Z F = G ∘ F