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Theorem subccatid

Description: A subcategory is a category. (Contributed by Mario Carneiro, 4-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses subccat.1 ⊢ D = C ↾ cat J
subccat.j ⊢ φ → J ∈ Subcat ⁡ C
subccatid.1 ⊢ φ → J Fn S × S
subccatid.2 ⊢ 1 ˙ = Id ⁡ C
Assertion subccatid ⊢ φ → D ∈ Cat ∧ Id ⁡ D = x ∈ S ⟼ 1 ˙ ⁡ x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 subccat.1 ⊢ D = C ↾ cat J
2 subccat.j ⊢ φ → J ∈ Subcat ⁡ C
3 subccatid.1 ⊢ φ → J Fn S × S
4 subccatid.2 ⊢ 1 ˙ = Id ⁡ C
5 eqid ⊢ Base C = Base C
6 subcrcl ⊢ J ∈ Subcat ⁡ C → C ∈ Cat
7 2 6 syl ⊢ φ → C ∈ Cat
8 2 3 5 subcss1 ⊢ φ → S ⊆ Base C
9 1 5 7 3 8 rescbas ⊢ φ → S = Base D
10 1 5 7 3 8 reschom ⊢ φ → J = Hom ⁡ D
11 eqid ⊢ comp ⁡ C = comp ⁡ C
12 1 5 7 3 8 11 rescco ⊢ φ → comp ⁡ C = comp ⁡ D
13 1 ovexi ⊢ D ∈ V
14 13 a1i ⊢ φ → D ∈ V
15 biid ⊢ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z ↔ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z
16 2 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ S → J ∈ Subcat ⁡ C
17 3 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ S → J Fn S × S
18 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ S → x ∈ S
19 16 17 18 4 subcidcl ⊢ φ ∧ x ∈ S → 1 ˙ ⁡ x ∈ x J x
20 eqid ⊢ Hom ⁡ C = Hom ⁡ C
21 7 adantr ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → C ∈ Cat
22 8 adantr ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → S ⊆ Base C
23 simpr1l ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → w ∈ S
24 22 23 sseldd ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → w ∈ Base C
25 simpr1r ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → x ∈ S
26 22 25 sseldd ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → x ∈ Base C
27 2 adantr ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → J ∈ Subcat ⁡ C
28 3 adantr ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → J Fn S × S
29 27 28 20 23 25 subcss2 ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → w J x ⊆ w Hom ⁡ C x
30 simpr31 ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → f ∈ w J x
31 29 30 sseldd ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → f ∈ w Hom ⁡ C x
32 5 20 4 21 24 11 26 31 catlid ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → 1 ˙ ⁡ x w x comp ⁡ C x f = f
33 simpr2l ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → y ∈ S
34 22 33 sseldd ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → y ∈ Base C
35 27 28 20 25 33 subcss2 ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → x J y ⊆ x Hom ⁡ C y
36 simpr32 ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → g ∈ x J y
37 35 36 sseldd ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → g ∈ x Hom ⁡ C y
38 5 20 4 21 26 11 34 37 catrid ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → g x x comp ⁡ C y 1 ˙ ⁡ x = g
39 27 28 23 11 25 33 30 36 subccocl ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → g w x comp ⁡ C y f ∈ w J y
40 simpr2r ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → z ∈ S
41 22 40 sseldd ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → z ∈ Base C
42 27 28 20 33 40 subcss2 ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → y J z ⊆ y Hom ⁡ C z
43 simpr33 ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → h ∈ y J z
44 42 43 sseldd ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → h ∈ y Hom ⁡ C z
45 5 20 11 21 24 26 34 31 37 41 44 catass ⊢ φ ∧ w ∈ S ∧ x ∈ S ∧ y ∈ S ∧ z ∈ S ∧ f ∈ w J x ∧ g ∈ x J y ∧ h ∈ y J z → h x y comp ⁡ C z g w x comp ⁡ C z f = h w y comp ⁡ C z g w x comp ⁡ C y f
46 9 10 12 14 15 19 32 38 39 45 iscatd2 ⊢ φ → D ∈ Cat ∧ Id ⁡ D = x ∈ S ⟼ 1 ˙ ⁡ x