Metamath Proof Explorer


Theorem catass

Description: Associativity of composition in a category. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses catcocl.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ถ )
catcocl.h โŠข ๐ป = ( Hom โ€˜ ๐ถ )
catcocl.o โŠข ยท = ( comp โ€˜ ๐ถ )
catcocl.c โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ Cat )
catcocl.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
catcocl.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐ต )
catcocl.z โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐ต )
catcocl.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘Œ ) )
catcocl.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ( ๐‘Œ ๐ป ๐‘ ) )
catass.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ ๐ต )
catass.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐พ โˆˆ ( ๐‘ ๐ป ๐‘Š ) )
Assertion catass ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐พ ( โŸจ ๐‘Œ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐บ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐น ) = ( ๐พ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ( ๐บ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘ ) ๐น ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 catcocl.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ถ )
2 catcocl.h โŠข ๐ป = ( Hom โ€˜ ๐ถ )
3 catcocl.o โŠข ยท = ( comp โ€˜ ๐ถ )
4 catcocl.c โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ Cat )
5 catcocl.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
6 catcocl.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐ต )
7 catcocl.z โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐ต )
8 catcocl.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘Œ ) )
9 catcocl.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ( ๐‘Œ ๐ป ๐‘ ) )
10 catass.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ ๐ต )
11 catass.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐พ โˆˆ ( ๐‘ ๐ป ๐‘Š ) )
12 1 2 3 iscat โŠข ( ๐ถ โˆˆ Cat โ†’ ( ๐ถ โˆˆ Cat โ†” โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ( โˆƒ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฅ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ฅ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โˆง โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ง ) ( ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ง ) โˆง โˆ€ ๐‘ค โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘ค ) ( ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘” ) ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘“ ) = ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) ) ) ) ) )
13 12 ibi โŠข ( ๐ถ โˆˆ Cat โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ( โˆƒ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฅ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ฅ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โˆง โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ง ) ( ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ง ) โˆง โˆ€ ๐‘ค โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘ค ) ( ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘” ) ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘“ ) = ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) ) ) ) )
14 4 13 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ( โˆƒ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฅ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ฅ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โˆง โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ง ) ( ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ง ) โˆง โˆ€ ๐‘ค โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘ค ) ( ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘” ) ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘“ ) = ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) ) ) ) )
15 6 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐ต )
16 7 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐ต )
17 8 ad3antrrr โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘Œ ) )
18 simpllr โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โ†’ ๐‘ฅ = ๐‘‹ )
19 simplr โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โ†’ ๐‘ฆ = ๐‘Œ )
20 18 19 oveq12d โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โ†’ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) = ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘Œ ) )
21 17 20 eleqtrrd โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) )
22 9 ad4antr โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โ†’ ๐บ โˆˆ ( ๐‘Œ ๐ป ๐‘ ) )
23 simpllr โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โ†’ ๐‘ฆ = ๐‘Œ )
24 simplr โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โ†’ ๐‘ง = ๐‘ )
25 23 24 oveq12d โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โ†’ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ง ) = ( ๐‘Œ ๐ป ๐‘ ) )
26 22 25 eleqtrrd โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โ†’ ๐บ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ง ) )
27 10 ad5antr โŠข ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ ๐ต )
28 11 ad6antr โŠข ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โ†’ ๐พ โˆˆ ( ๐‘ ๐ป ๐‘Š ) )
29 simp-4r โŠข ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โ†’ ๐‘ง = ๐‘ )
30 simpr โŠข ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โ†’ ๐‘ค = ๐‘Š )
31 29 30 oveq12d โŠข ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โ†’ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘ค ) = ( ๐‘ ๐ป ๐‘Š ) )
32 28 31 eleqtrrd โŠข ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โ†’ ๐พ โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘ค ) )
33 simp-7r โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ ๐‘ฅ = ๐‘‹ )
34 simp-6r โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ ๐‘ฆ = ๐‘Œ )
35 33 34 opeq12d โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ = โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ )
36 simplr โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ ๐‘ค = ๐‘Š )
37 35 36 oveq12d โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ค ) = ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘Š ) )
38 simp-5r โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ ๐‘ง = ๐‘ )
39 34 38 opeq12d โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ = โŸจ ๐‘Œ , ๐‘ โŸฉ )
40 39 36 oveq12d โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) = ( โŸจ ๐‘Œ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) )
41 simpr โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ ๐‘˜ = ๐พ )
42 simpllr โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ ๐‘” = ๐บ )
43 40 41 42 oveq123d โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘” ) = ( ๐พ ( โŸจ ๐‘Œ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐บ ) )
44 simp-4r โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ ๐‘“ = ๐น )
45 37 43 44 oveq123d โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ ( ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘” ) ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘“ ) = ( ( ๐พ ( โŸจ ๐‘Œ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐บ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐น ) )
46 33 38 opeq12d โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ง โŸฉ = โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ )
47 46 36 oveq12d โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) = ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) )
48 35 38 oveq12d โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) = ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘ ) )
49 48 42 44 oveq123d โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) = ( ๐บ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘ ) ๐น ) )
50 47 41 49 oveq123d โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) ) = ( ๐พ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ( ๐บ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘ ) ๐น ) ) )
51 45 50 eqeq12d โŠข ( ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โˆง ๐‘˜ = ๐พ ) โ†’ ( ( ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘” ) ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘“ ) = ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) ) โ†” ( ( ๐พ ( โŸจ ๐‘Œ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐บ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐น ) = ( ๐พ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ( ๐บ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘ ) ๐น ) ) ) )
52 32 51 rspcdv โŠข ( ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง ๐‘ค = ๐‘Š ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘ค ) ( ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘” ) ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘“ ) = ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) ) โ†’ ( ( ๐พ ( โŸจ ๐‘Œ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐บ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐น ) = ( ๐พ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ( ๐บ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘ ) ๐น ) ) ) )
53 27 52 rspcimdv โŠข ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ค โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘ค ) ( ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘” ) ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘“ ) = ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) ) โ†’ ( ( ๐พ ( โŸจ ๐‘Œ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐บ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐น ) = ( ๐พ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ( ๐บ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘ ) ๐น ) ) ) )
54 53 adantld โŠข ( ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โ†’ ( ( ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ง ) โˆง โˆ€ ๐‘ค โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘ค ) ( ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘” ) ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘“ ) = ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) ) ) โ†’ ( ( ๐พ ( โŸจ ๐‘Œ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐บ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐น ) = ( ๐พ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ( ๐บ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘ ) ๐น ) ) ) )
55 26 54 rspcimdv โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘“ = ๐น ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ง ) ( ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ง ) โˆง โˆ€ ๐‘ค โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘ค ) ( ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘” ) ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘“ ) = ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) ) ) โ†’ ( ( ๐พ ( โŸจ ๐‘Œ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐บ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐น ) = ( ๐พ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ( ๐บ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘ ) ๐น ) ) ) )
56 21 55 rspcimdv โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ง ) ( ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ง ) โˆง โˆ€ ๐‘ค โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘ค ) ( ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘” ) ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘“ ) = ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) ) ) โ†’ ( ( ๐พ ( โŸจ ๐‘Œ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐บ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐น ) = ( ๐พ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ( ๐บ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘ ) ๐น ) ) ) )
57 16 56 rspcimdv โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐‘Œ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ง ) ( ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ง ) โˆง โˆ€ ๐‘ค โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘ค ) ( ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘” ) ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘“ ) = ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) ) ) โ†’ ( ( ๐พ ( โŸจ ๐‘Œ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐บ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐น ) = ( ๐พ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ( ๐บ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘ ) ๐น ) ) ) )
58 15 57 rspcimdv โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ง ) ( ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ง ) โˆง โˆ€ ๐‘ค โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘ค ) ( ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘” ) ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘“ ) = ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) ) ) โ†’ ( ( ๐พ ( โŸจ ๐‘Œ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐บ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐น ) = ( ๐พ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ( ๐บ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘ ) ๐น ) ) ) )
59 58 adantld โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โ†’ ( ( โˆƒ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฅ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ฅ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โˆง โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ง ) ( ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ง ) โˆง โˆ€ ๐‘ค โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘ค ) ( ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘” ) ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘“ ) = ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐พ ( โŸจ ๐‘Œ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐บ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐น ) = ( ๐พ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ( ๐บ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘ ) ๐น ) ) ) )
60 5 59 rspcimdv โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ( โˆƒ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฅ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ฅ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โˆง โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ง ) ( ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ง ) โˆง โˆ€ ๐‘ค โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘ค ) ( ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘” ) ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ค ) ๐‘“ ) = ( ๐‘˜ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ง โŸฉ ยท ๐‘ค ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ยท ๐‘ง ) ๐‘“ ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐พ ( โŸจ ๐‘Œ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐บ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐น ) = ( ๐พ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ( ๐บ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘ ) ๐น ) ) ) )
61 14 60 mpd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐พ ( โŸจ ๐‘Œ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐บ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ๐น ) = ( ๐พ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘Š ) ( ๐บ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Œ โŸฉ ยท ๐‘ ) ๐น ) ) )