Metamath Proof Explorer


Theorem setcval

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

Ref Expression
Hypotheses setcval.c โŠข ๐ถ = ( SetCat โ€˜ ๐‘ˆ )
setcval.u โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘‰ )
setcval.h โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ˆ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ˆ โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ†‘m ๐‘ฅ ) ) )
setcval.o โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยท = ( ๐‘ฃ โˆˆ ( ๐‘ˆ ร— ๐‘ˆ ) , ๐‘ง โˆˆ ๐‘ˆ โ†ฆ ( ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ง โ†‘m ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) โ†‘m ( 1st โ€˜ ๐‘ฃ ) ) โ†ฆ ( ๐‘” โˆ˜ ๐‘“ ) ) ) )
Assertion setcval ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ = { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐‘ˆ โŸฉ , โŸจ ( Hom โ€˜ ndx ) , ๐ป โŸฉ , โŸจ ( comp โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ } )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 setcval.c โŠข ๐ถ = ( SetCat โ€˜ ๐‘ˆ )
2 setcval.u โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ ๐‘‰ )
3 setcval.h โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ˆ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ˆ โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ†‘m ๐‘ฅ ) ) )
4 setcval.o โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยท = ( ๐‘ฃ โˆˆ ( ๐‘ˆ ร— ๐‘ˆ ) , ๐‘ง โˆˆ ๐‘ˆ โ†ฆ ( ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ง โ†‘m ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) โ†‘m ( 1st โ€˜ ๐‘ฃ ) ) โ†ฆ ( ๐‘” โˆ˜ ๐‘“ ) ) ) )
5 df-setc โŠข SetCat = ( ๐‘ข โˆˆ V โ†ฆ { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐‘ข โŸฉ , โŸจ ( Hom โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ข , ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ข โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ†‘m ๐‘ฅ ) ) โŸฉ , โŸจ ( comp โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฃ โˆˆ ( ๐‘ข ร— ๐‘ข ) , ๐‘ง โˆˆ ๐‘ข โ†ฆ ( ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ง โ†‘m ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) โ†‘m ( 1st โ€˜ ๐‘ฃ ) ) โ†ฆ ( ๐‘” โˆ˜ ๐‘“ ) ) ) โŸฉ } )
6 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ข = ๐‘ˆ ) โ†’ ๐‘ข = ๐‘ˆ )
7 6 opeq2d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ข = ๐‘ˆ ) โ†’ โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐‘ข โŸฉ = โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐‘ˆ โŸฉ )
8 eqidd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ข = ๐‘ˆ ) โ†’ ( ๐‘ฆ โ†‘m ๐‘ฅ ) = ( ๐‘ฆ โ†‘m ๐‘ฅ ) )
9 6 6 8 mpoeq123dv โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ข = ๐‘ˆ ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ข , ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ข โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ†‘m ๐‘ฅ ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ˆ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ˆ โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ†‘m ๐‘ฅ ) ) )
10 3 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ข = ๐‘ˆ ) โ†’ ๐ป = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ˆ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ˆ โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ†‘m ๐‘ฅ ) ) )
11 9 10 eqtr4d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ข = ๐‘ˆ ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ข , ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ข โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ†‘m ๐‘ฅ ) ) = ๐ป )
12 11 opeq2d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ข = ๐‘ˆ ) โ†’ โŸจ ( Hom โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ข , ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ข โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ†‘m ๐‘ฅ ) ) โŸฉ = โŸจ ( Hom โ€˜ ndx ) , ๐ป โŸฉ )
13 6 sqxpeqd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ข = ๐‘ˆ ) โ†’ ( ๐‘ข ร— ๐‘ข ) = ( ๐‘ˆ ร— ๐‘ˆ ) )
14 eqidd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ข = ๐‘ˆ ) โ†’ ( ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ง โ†‘m ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) โ†‘m ( 1st โ€˜ ๐‘ฃ ) ) โ†ฆ ( ๐‘” โˆ˜ ๐‘“ ) ) = ( ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ง โ†‘m ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) โ†‘m ( 1st โ€˜ ๐‘ฃ ) ) โ†ฆ ( ๐‘” โˆ˜ ๐‘“ ) ) )
15 13 6 14 mpoeq123dv โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ข = ๐‘ˆ ) โ†’ ( ๐‘ฃ โˆˆ ( ๐‘ข ร— ๐‘ข ) , ๐‘ง โˆˆ ๐‘ข โ†ฆ ( ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ง โ†‘m ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) โ†‘m ( 1st โ€˜ ๐‘ฃ ) ) โ†ฆ ( ๐‘” โˆ˜ ๐‘“ ) ) ) = ( ๐‘ฃ โˆˆ ( ๐‘ˆ ร— ๐‘ˆ ) , ๐‘ง โˆˆ ๐‘ˆ โ†ฆ ( ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ง โ†‘m ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) โ†‘m ( 1st โ€˜ ๐‘ฃ ) ) โ†ฆ ( ๐‘” โˆ˜ ๐‘“ ) ) ) )
16 4 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ข = ๐‘ˆ ) โ†’ ยท = ( ๐‘ฃ โˆˆ ( ๐‘ˆ ร— ๐‘ˆ ) , ๐‘ง โˆˆ ๐‘ˆ โ†ฆ ( ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ง โ†‘m ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) โ†‘m ( 1st โ€˜ ๐‘ฃ ) ) โ†ฆ ( ๐‘” โˆ˜ ๐‘“ ) ) ) )
17 15 16 eqtr4d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ข = ๐‘ˆ ) โ†’ ( ๐‘ฃ โˆˆ ( ๐‘ข ร— ๐‘ข ) , ๐‘ง โˆˆ ๐‘ข โ†ฆ ( ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ง โ†‘m ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) โ†‘m ( 1st โ€˜ ๐‘ฃ ) ) โ†ฆ ( ๐‘” โˆ˜ ๐‘“ ) ) ) = ยท )
18 17 opeq2d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ข = ๐‘ˆ ) โ†’ โŸจ ( comp โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฃ โˆˆ ( ๐‘ข ร— ๐‘ข ) , ๐‘ง โˆˆ ๐‘ข โ†ฆ ( ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ง โ†‘m ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) โ†‘m ( 1st โ€˜ ๐‘ฃ ) ) โ†ฆ ( ๐‘” โˆ˜ ๐‘“ ) ) ) โŸฉ = โŸจ ( comp โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ )
19 7 12 18 tpeq123d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ข = ๐‘ˆ ) โ†’ { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐‘ข โŸฉ , โŸจ ( Hom โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘ข , ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ข โ†ฆ ( ๐‘ฆ โ†‘m ๐‘ฅ ) ) โŸฉ , โŸจ ( comp โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฃ โˆˆ ( ๐‘ข ร— ๐‘ข ) , ๐‘ง โˆˆ ๐‘ข โ†ฆ ( ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ง โ†‘m ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( 2nd โ€˜ ๐‘ฃ ) โ†‘m ( 1st โ€˜ ๐‘ฃ ) ) โ†ฆ ( ๐‘” โˆ˜ ๐‘“ ) ) ) โŸฉ } = { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐‘ˆ โŸฉ , โŸจ ( Hom โ€˜ ndx ) , ๐ป โŸฉ , โŸจ ( comp โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ } )
20 2 elexd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ V )
21 tpex โŠข { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐‘ˆ โŸฉ , โŸจ ( Hom โ€˜ ndx ) , ๐ป โŸฉ , โŸจ ( comp โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ } โˆˆ V
22 21 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐‘ˆ โŸฉ , โŸจ ( Hom โ€˜ ndx ) , ๐ป โŸฉ , โŸจ ( comp โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ } โˆˆ V )
23 5 19 20 22 fvmptd2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( SetCat โ€˜ ๐‘ˆ ) = { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐‘ˆ โŸฉ , โŸจ ( Hom โ€˜ ndx ) , ๐ป โŸฉ , โŸจ ( comp โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ } )
24 1 23 eqtrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ = { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐‘ˆ โŸฉ , โŸจ ( Hom โ€˜ ndx ) , ๐ป โŸฉ , โŸจ ( comp โ€˜ ndx ) , ยท โŸฉ } )