Metamath Proof Explorer


Theorem yon12

Description: Value of the Yoneda embedding at a morphism. The partially evaluated Yoneda embedding is also the contravariant Hom functor. (Contributed by Mario Carneiro, 17-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses yon11.y โŠข ๐‘Œ = ( Yon โ€˜ ๐ถ )
yon11.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ถ )
yon11.c โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ Cat )
yon11.p โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
yon11.h โŠข ๐ป = ( Hom โ€˜ ๐ถ )
yon11.z โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐ต )
yon12.x โŠข ยท = ( comp โ€˜ ๐ถ )
yon12.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ ๐ต )
yon12.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐‘Š ๐ป ๐‘ ) )
yon12.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ( ๐‘ ๐ป ๐‘‹ ) )
Assertion yon12 ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐‘ ( 2nd โ€˜ ( ( 1st โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ) ๐‘Š ) โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐บ ) = ( ๐บ ( โŸจ ๐‘Š , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐น ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 yon11.y โŠข ๐‘Œ = ( Yon โ€˜ ๐ถ )
2 yon11.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ถ )
3 yon11.c โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ Cat )
4 yon11.p โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
5 yon11.h โŠข ๐ป = ( Hom โ€˜ ๐ถ )
6 yon11.z โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐ต )
7 yon12.x โŠข ยท = ( comp โ€˜ ๐ถ )
8 yon12.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ ๐ต )
9 yon12.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐‘Š ๐ป ๐‘ ) )
10 yon12.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ( ๐‘ ๐ป ๐‘‹ ) )
11 eqid โŠข ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) = ( oppCat โ€˜ ๐ถ )
12 eqid โŠข ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) = ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) )
13 1 3 11 12 yonval โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ = ( โŸจ ๐ถ , ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) โŸฉ curryF ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ) )
14 13 fveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1st โ€˜ ๐‘Œ ) = ( 1st โ€˜ ( โŸจ ๐ถ , ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) โŸฉ curryF ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ) ) )
15 14 fveq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘‹ ) = ( ( 1st โ€˜ ( โŸจ ๐ถ , ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) โŸฉ curryF ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ) ) โ€˜ ๐‘‹ ) )
16 15 fveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 2nd โ€˜ ( ( 1st โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ) = ( 2nd โ€˜ ( ( 1st โ€˜ ( โŸจ ๐ถ , ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) โŸฉ curryF ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ) ) โ€˜ ๐‘‹ ) ) )
17 16 oveqd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ ( 2nd โ€˜ ( ( 1st โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ) ๐‘Š ) = ( ๐‘ ( 2nd โ€˜ ( ( 1st โ€˜ ( โŸจ ๐ถ , ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) โŸฉ curryF ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ) ) โ€˜ ๐‘‹ ) ) ๐‘Š ) )
18 17 fveq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ ( 2nd โ€˜ ( ( 1st โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ) ๐‘Š ) โ€˜ ๐น ) = ( ( ๐‘ ( 2nd โ€˜ ( ( 1st โ€˜ ( โŸจ ๐ถ , ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) โŸฉ curryF ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ) ) โ€˜ ๐‘‹ ) ) ๐‘Š ) โ€˜ ๐น ) )
19 eqid โŠข ( โŸจ ๐ถ , ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) โŸฉ curryF ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ) = ( โŸจ ๐ถ , ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) โŸฉ curryF ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) )
20 11 oppccat โŠข ( ๐ถ โˆˆ Cat โ†’ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ Cat )
21 3 20 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ Cat )
22 eqid โŠข ( SetCat โ€˜ ran ( Homf โ€˜ ๐ถ ) ) = ( SetCat โ€˜ ran ( Homf โ€˜ ๐ถ ) )
23 fvex โŠข ( Homf โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ V
24 23 rnex โŠข ran ( Homf โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ V
25 24 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ran ( Homf โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ V )
26 ssidd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ran ( Homf โ€˜ ๐ถ ) โІ ran ( Homf โ€˜ ๐ถ ) )
27 11 12 22 3 25 26 oppchofcl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) โˆˆ ( ( ๐ถ ร—c ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) Func ( SetCat โ€˜ ran ( Homf โ€˜ ๐ถ ) ) ) )
28 11 2 oppcbas โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) )
29 eqid โŠข ( ( 1st โ€˜ ( โŸจ ๐ถ , ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) โŸฉ curryF ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ) ) โ€˜ ๐‘‹ ) = ( ( 1st โ€˜ ( โŸจ ๐ถ , ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) โŸฉ curryF ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ) ) โ€˜ ๐‘‹ )
30 eqid โŠข ( Hom โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) = ( Hom โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) )
31 eqid โŠข ( Id โ€˜ ๐ถ ) = ( Id โ€˜ ๐ถ )
32 5 11 oppchom โŠข ( ๐‘ ( Hom โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ๐‘Š ) = ( ๐‘Š ๐ป ๐‘ )
33 9 32 eleqtrrdi โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐‘ ( Hom โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ๐‘Š ) )
34 19 2 3 21 27 28 4 29 6 30 31 8 33 curf12 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ ( 2nd โ€˜ ( ( 1st โ€˜ ( โŸจ ๐ถ , ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) โŸฉ curryF ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ) ) โ€˜ ๐‘‹ ) ) ๐‘Š ) โ€˜ ๐น ) = ( ( ( Id โ€˜ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ( 2nd โ€˜ ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ) โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Š โŸฉ ) ๐น ) )
35 18 34 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ ( 2nd โ€˜ ( ( 1st โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ) ๐‘Š ) โ€˜ ๐น ) = ( ( ( Id โ€˜ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ( 2nd โ€˜ ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ) โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Š โŸฉ ) ๐น ) )
36 35 fveq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐‘ ( 2nd โ€˜ ( ( 1st โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ) ๐‘Š ) โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐บ ) = ( ( ( ( Id โ€˜ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ( 2nd โ€˜ ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ) โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Š โŸฉ ) ๐น ) โ€˜ ๐บ ) )
37 eqid โŠข ( comp โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) = ( comp โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) )
38 2 5 31 3 4 catidcl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( Id โ€˜ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ ) )
39 5 11 oppchom โŠข ( ๐‘‹ ( Hom โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ๐‘‹ ) = ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘‹ )
40 38 39 eleqtrrdi โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( Id โ€˜ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ( ๐‘‹ ( Hom โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ๐‘‹ ) )
41 5 11 oppchom โŠข ( ๐‘‹ ( Hom โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ๐‘ ) = ( ๐‘ ๐ป ๐‘‹ )
42 10 41 eleqtrrdi โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ( ๐‘‹ ( Hom โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ๐‘ ) )
43 12 21 28 30 4 6 4 8 37 40 33 42 hof2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ( Id โ€˜ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ( 2nd โ€˜ ( HomF โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ) โŸจ ๐‘‹ , ๐‘Š โŸฉ ) ๐น ) โ€˜ ๐บ ) = ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ( comp โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ๐‘Š ) ๐บ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ( comp โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ๐‘Š ) ( ( Id โ€˜ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ) )
44 2 7 11 4 6 8 oppcco โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ( comp โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ๐‘Š ) ๐บ ) = ( ๐บ ( โŸจ ๐‘Š , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐น ) )
45 44 oveq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ( comp โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ๐‘Š ) ๐บ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ( comp โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ๐‘Š ) ( ( Id โ€˜ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ) = ( ( ๐บ ( โŸจ ๐‘Š , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐น ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ( comp โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ๐‘Š ) ( ( Id โ€˜ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ) )
46 2 7 11 4 4 8 oppcco โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐บ ( โŸจ ๐‘Š , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐น ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ( comp โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ๐‘Š ) ( ( Id โ€˜ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ) = ( ( ( Id โ€˜ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ( โŸจ ๐‘Š , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ( ๐บ ( โŸจ ๐‘Š , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐น ) ) )
47 2 5 7 3 8 6 4 9 10 catcocl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ ( โŸจ ๐‘Š , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐น ) โˆˆ ( ๐‘Š ๐ป ๐‘‹ ) )
48 2 5 31 3 8 7 4 47 catlid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( Id โ€˜ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ( โŸจ ๐‘Š , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ( ๐บ ( โŸจ ๐‘Š , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐น ) ) = ( ๐บ ( โŸจ ๐‘Š , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐น ) )
49 45 46 48 3eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘ โŸฉ ( comp โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ๐‘Š ) ๐บ ) ( โŸจ ๐‘‹ , ๐‘‹ โŸฉ ( comp โ€˜ ( oppCat โ€˜ ๐ถ ) ) ๐‘Š ) ( ( Id โ€˜ ๐ถ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ) = ( ๐บ ( โŸจ ๐‘Š , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐น ) )
50 36 43 49 3eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐‘ ( 2nd โ€˜ ( ( 1st โ€˜ ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘‹ ) ) ๐‘Š ) โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐บ ) = ( ๐บ ( โŸจ ๐‘Š , ๐‘ โŸฉ ยท ๐‘‹ ) ๐น ) )