Metamath Proof Explorer


Theorem dfringc2

Description: Alternate definition of the category of unital rings (in a universe). (Contributed by AV, 16-Mar-2020)

Ref Expression
Hypotheses dfringc2.c โŠข ๐ถ = ( RingCat โ€˜ ๐‘ˆ )
dfringc2.u โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘‰ )
dfringc2.b โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต = ( ๐‘ˆ โˆฉ Ring ) )
dfringc2.h โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป = ( RingHom โ†พ ( ๐ต ร— ๐ต ) ) )
dfringc2.o โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยท = ( comp โ€˜ ( ExtStrCat โ€˜ ๐‘ˆ ) ) )
Assertion dfringc2 ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ = { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐ต โŸฉ , โŸจ ( Hom โ€˜ ndx ) , ๐ป โŸฉ , โŸจ ( comp โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ } )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dfringc2.c โŠข ๐ถ = ( RingCat โ€˜ ๐‘ˆ )
2 dfringc2.u โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘‰ )
3 dfringc2.b โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต = ( ๐‘ˆ โˆฉ Ring ) )
4 dfringc2.h โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป = ( RingHom โ†พ ( ๐ต ร— ๐ต ) ) )
5 dfringc2.o โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยท = ( comp โ€˜ ( ExtStrCat โ€˜ ๐‘ˆ ) ) )
6 1 2 3 4 ringcval โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ = ( ( ExtStrCat โ€˜ ๐‘ˆ ) โ†พcat ๐ป ) )
7 eqid โŠข ( ( ExtStrCat โ€˜ ๐‘ˆ ) โ†พcat ๐ป ) = ( ( ExtStrCat โ€˜ ๐‘ˆ ) โ†พcat ๐ป )
8 fvexd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ExtStrCat โ€˜ ๐‘ˆ ) โˆˆ V )
9 inex1g โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘‰ โ†’ ( ๐‘ˆ โˆฉ Ring ) โˆˆ V )
10 2 9 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ˆ โˆฉ Ring ) โˆˆ V )
11 3 10 eqeltrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ V )
12 3 4 rhmresfn โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป Fn ( ๐ต ร— ๐ต ) )
13 7 8 11 12 rescval2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ExtStrCat โ€˜ ๐‘ˆ ) โ†พcat ๐ป ) = ( ( ( ExtStrCat โ€˜ ๐‘ˆ ) โ†พs ๐ต ) sSet โŸจ ( Hom โ€˜ ndx ) , ๐ป โŸฉ ) )
14 eqid โŠข ( ExtStrCat โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( ExtStrCat โ€˜ ๐‘ˆ )
15 eqidd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ˆ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ˆ โ†ฆ ( ( Base โ€˜ ๐‘ฆ ) โ†‘m ( Base โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ˆ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ˆ โ†ฆ ( ( Base โ€˜ ๐‘ฆ ) โ†‘m ( Base โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) )
16 eqid โŠข ( comp โ€˜ ( ExtStrCat โ€˜ ๐‘ˆ ) ) = ( comp โ€˜ ( ExtStrCat โ€˜ ๐‘ˆ ) )
17 14 2 16 estrccofval โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( comp โ€˜ ( ExtStrCat โ€˜ ๐‘ˆ ) ) = ( ๐‘ฃ โˆˆ ( ๐‘ˆ ร— ๐‘ˆ ) , ๐‘ง โˆˆ ๐‘ˆ โ†ฆ ( ๐‘” โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘ง ) โ†‘m ( Base โ€˜ ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) ) ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) ) โ†‘m ( Base โ€˜ ( 1st โ€˜ ๐‘ฃ ) ) ) โ†ฆ ( ๐‘” โˆ˜ ๐‘“ ) ) ) )
18 5 17 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยท = ( ๐‘ฃ โˆˆ ( ๐‘ˆ ร— ๐‘ˆ ) , ๐‘ง โˆˆ ๐‘ˆ โ†ฆ ( ๐‘” โˆˆ ( ( Base โ€˜ ๐‘ง ) โ†‘m ( Base โ€˜ ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) ) ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) ) โ†‘m ( Base โ€˜ ( 1st โ€˜ ๐‘ฃ ) ) ) โ†ฆ ( ๐‘” โˆ˜ ๐‘“ ) ) ) )
19 14 2 15 18 estrcval โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ExtStrCat โ€˜ ๐‘ˆ ) = { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐‘ˆ โŸฉ , โŸจ ( Hom โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ˆ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ˆ โ†ฆ ( ( Base โ€˜ ๐‘ฆ ) โ†‘m ( Base โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โŸฉ , โŸจ ( comp โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ } )
20 mpoexga โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ˆ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ˆ โ†ฆ ( ( Base โ€˜ ๐‘ฆ ) โ†‘m ( Base โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โˆˆ V )
21 2 2 20 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ˆ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ˆ โ†ฆ ( ( Base โ€˜ ๐‘ฆ ) โ†‘m ( Base โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) โˆˆ V )
22 fvexd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( comp โ€˜ ( ExtStrCat โ€˜ ๐‘ˆ ) ) โˆˆ V )
23 5 22 eqeltrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยท โˆˆ V )
24 rhmfn โŠข RingHom Fn ( Ring ร— Ring )
25 fnfun โŠข ( RingHom Fn ( Ring ร— Ring ) โ†’ Fun RingHom )
26 24 25 mp1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ Fun RingHom )
27 sqxpexg โŠข ( ๐ต โˆˆ V โ†’ ( ๐ต ร— ๐ต ) โˆˆ V )
28 11 27 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต ร— ๐ต ) โˆˆ V )
29 resfunexg โŠข ( ( Fun RingHom โˆง ( ๐ต ร— ๐ต ) โˆˆ V ) โ†’ ( RingHom โ†พ ( ๐ต ร— ๐ต ) ) โˆˆ V )
30 26 28 29 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( RingHom โ†พ ( ๐ต ร— ๐ต ) ) โˆˆ V )
31 4 30 eqeltrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป โˆˆ V )
32 inss1 โŠข ( ๐‘ˆ โˆฉ Ring ) โІ ๐‘ˆ
33 3 32 eqsstrdi โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โІ ๐‘ˆ )
34 19 2 21 23 31 33 estrres โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ExtStrCat โ€˜ ๐‘ˆ ) โ†พs ๐ต ) sSet โŸจ ( Hom โ€˜ ndx ) , ๐ป โŸฉ ) = { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐ต โŸฉ , โŸจ ( Hom โ€˜ ndx ) , ๐ป โŸฉ , โŸจ ( comp โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ } )
35 6 13 34 3eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ = { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐ต โŸฉ , โŸจ ( Hom โ€˜ ndx ) , ๐ป โŸฉ , โŸจ ( comp โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ } )