Metamath Proof Explorer


Theorem catideu

Description: Each object in a category has a unique identity arrow. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses catidex.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ถ )
catidex.h โŠข ๐ป = ( Hom โ€˜ ๐ถ )
catidex.o โŠข ยท = ( comp โ€˜ ๐ถ )
catidex.c โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ Cat )
catidex.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
Assertion catideu ( ๐œ‘ โ†’ โˆƒ! ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 catidex.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ถ )
2 catidex.h โŠข ๐ป = ( Hom โ€˜ ๐ถ )
3 catidex.o โŠข ยท = ( comp โ€˜ ๐ถ )
4 catidex.c โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ Cat )
5 catidex.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
6 1 2 3 4 5 catidex โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆƒ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) )
7 oveq1 โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘‹ ) = ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) )
8 opeq1 โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘‹ โ†’ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ = โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ )
9 8 oveq1d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘‹ โ†’ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) = ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) )
10 9 oveqd โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) )
11 10 eqeq1d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘‹ โ†’ ( ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โ†” ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ ) )
12 7 11 raleqbidv โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘‹ โ†’ ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โ†” โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ ) )
13 oveq2 โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘ฆ ) = ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) )
14 oveq2 โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘‹ โ†’ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) = ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) )
15 14 oveqd โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) )
16 15 eqeq1d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘‹ โ†’ ( ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ โ†” ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) )
17 13 16 raleqbidv โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘‹ โ†’ ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ โ†” โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) )
18 12 17 anbi12d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘‹ โ†’ ( ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โ†” ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) ) )
19 18 rspcv โŠข ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) ) )
20 5 19 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) ) )
21 20 ralrimivw โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) ) )
22 an3 โŠข ( ( ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โˆง ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( โ„Ž ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ๐‘“ ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ๐‘“ ) )
23 oveq2 โŠข ( ๐‘“ = โ„Ž โ†’ ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) )
24 id โŠข ( ๐‘“ = โ„Ž โ†’ ๐‘“ = โ„Ž )
25 23 24 eqeq12d โŠข ( ๐‘“ = โ„Ž โ†’ ( ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โ†” ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = โ„Ž ) )
26 25 rspcv โŠข ( โ„Ž โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โ†’ ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = โ„Ž ) )
27 oveq1 โŠข ( ๐‘“ = ๐‘” โ†’ ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) )
28 id โŠข ( ๐‘“ = ๐‘” โ†’ ๐‘“ = ๐‘” )
29 27 28 eqeq12d โŠข ( ๐‘“ = ๐‘” โ†’ ( ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ๐‘“ โ†” ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ๐‘” ) )
30 29 rspcv โŠข ( ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ๐‘“ โ†’ ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ๐‘” ) )
31 26 30 im2anan9r โŠข ( ( ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) โˆง โ„Ž โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ๐‘“ ) โ†’ ( ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = โ„Ž โˆง ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ๐‘” ) ) )
32 eqtr2 โŠข ( ( ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = โ„Ž โˆง ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ๐‘” ) โ†’ โ„Ž = ๐‘” )
33 32 equcomd โŠข ( ( ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = โ„Ž โˆง ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ๐‘” ) โ†’ ๐‘” = โ„Ž )
34 22 31 33 syl56 โŠข ( ( ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) โˆง โ„Ž โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ( ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โˆง ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( โ„Ž ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ๐‘“ ) ) โ†’ ๐‘” = โ„Ž ) )
35 34 rgen2 โŠข โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) โˆ€ โ„Ž โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ( ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โˆง ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( โ„Ž ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ๐‘“ ) ) โ†’ ๐‘” = โ„Ž )
36 35 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) โˆ€ โ„Ž โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ( ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โˆง ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( โ„Ž ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ๐‘“ ) ) โ†’ ๐‘” = โ„Ž ) )
37 oveq1 โŠข ( ๐‘” = โ„Ž โ†’ ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ( โ„Ž ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) )
38 37 eqeq1d โŠข ( ๐‘” = โ„Ž โ†’ ( ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โ†” ( โ„Ž ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ ) )
39 38 ralbidv โŠข ( ๐‘” = โ„Ž โ†’ ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โ†” โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( โ„Ž ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ ) )
40 oveq2 โŠข ( ๐‘” = โ„Ž โ†’ ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) )
41 40 eqeq1d โŠข ( ๐‘” = โ„Ž โ†’ ( ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ โ†” ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ๐‘“ ) )
42 41 ralbidv โŠข ( ๐‘” = โ„Ž โ†’ ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ โ†” โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ๐‘“ ) )
43 39 42 anbi12d โŠข ( ๐‘” = โ„Ž โ†’ ( ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โ†” ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( โ„Ž ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ๐‘“ ) ) )
44 43 rmo4 โŠข ( โˆƒ* ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โ†” โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) โˆ€ โ„Ž โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ( ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โˆง ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( โ„Ž ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) โ„Ž ) = ๐‘“ ) ) โ†’ ๐‘” = โ„Ž ) )
45 36 44 sylibr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆƒ* ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) )
46 rmoim โŠข ( โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) ) โ†’ ( โˆƒ* ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โ†’ โˆƒ* ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) ) )
47 21 45 46 sylc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆƒ* ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) )
48 reu5 โŠข ( โˆƒ! ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โ†” ( โˆƒ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โˆง โˆƒ* ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) ) )
49 6 47 48 sylanbrc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆƒ! ๐‘” โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘‹ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) )