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Theorem catcocl

Description: Closure of a composition arrow. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses catcocl.b B = Base C
catcocl.h H = Hom C
catcocl.o · ˙ = comp C
catcocl.c φ C Cat
catcocl.x φ X B
catcocl.y φ Y B
catcocl.z φ Z B
catcocl.f φ F X H Y
catcocl.g φ G Y H Z
Assertion catcocl φ G X Y · ˙ Z F X H Z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 catcocl.b B = Base C
2 catcocl.h H = Hom C
3 catcocl.o · ˙ = comp C
4 catcocl.c φ C Cat
5 catcocl.x φ X B
6 catcocl.y φ Y B
7 catcocl.z φ Z B
8 catcocl.f φ F X H Y
9 catcocl.g φ G Y H Z
10 1 2 3 iscat C Cat C Cat x B g x H x y B f y H x g y x · ˙ x f = f f x H y f x x · ˙ y g = f y B z B f x H y g y H z g x y · ˙ z f x H z w B v z H w v y z · ˙ w g x y · ˙ w f = v x z · ˙ w g x y · ˙ z f
11 10 ibi C Cat x B g x H x y B f y H x g y x · ˙ x f = f f x H y f x x · ˙ y g = f y B z B f x H y g y H z g x y · ˙ z f x H z w B v z H w v y z · ˙ w g x y · ˙ w f = v x z · ˙ w g x y · ˙ z f
12 simpl g x y · ˙ z f x H z w B v z H w v y z · ˙ w g x y · ˙ w f = v x z · ˙ w g x y · ˙ z f g x y · ˙ z f x H z
13 12 2ralimi f x H y g y H z g x y · ˙ z f x H z w B v z H w v y z · ˙ w g x y · ˙ w f = v x z · ˙ w g x y · ˙ z f f x H y g y H z g x y · ˙ z f x H z
14 13 2ralimi y B z B f x H y g y H z g x y · ˙ z f x H z w B v z H w v y z · ˙ w g x y · ˙ w f = v x z · ˙ w g x y · ˙ z f y B z B f x H y g y H z g x y · ˙ z f x H z
15 14 adantl g x H x y B f y H x g y x · ˙ x f = f f x H y f x x · ˙ y g = f y B z B f x H y g y H z g x y · ˙ z f x H z w B v z H w v y z · ˙ w g x y · ˙ w f = v x z · ˙ w g x y · ˙ z f y B z B f x H y g y H z g x y · ˙ z f x H z
16 15 ralimi x B g x H x y B f y H x g y x · ˙ x f = f f x H y f x x · ˙ y g = f y B z B f x H y g y H z g x y · ˙ z f x H z w B v z H w v y z · ˙ w g x y · ˙ w f = v x z · ˙ w g x y · ˙ z f x B y B z B f x H y g y H z g x y · ˙ z f x H z
17 4 11 16 3syl φ x B y B z B f x H y g y H z g x y · ˙ z f x H z
18 6 adantr φ x = X Y B
19 7 ad2antrr φ x = X y = Y Z B
20 8 ad3antrrr φ x = X y = Y z = Z F X H Y
21 simpllr φ x = X y = Y z = Z x = X
22 simplr φ x = X y = Y z = Z y = Y
23 21 22 oveq12d φ x = X y = Y z = Z x H y = X H Y
24 20 23 eleqtrrd φ x = X y = Y z = Z F x H y
25 9 ad3antrrr φ x = X y = Y z = Z G Y H Z
26 simpr φ x = X y = Y z = Z z = Z
27 22 26 oveq12d φ x = X y = Y z = Z y H z = Y H Z
28 25 27 eleqtrrd φ x = X y = Y z = Z G y H z
29 28 adantr φ x = X y = Y z = Z f = F G y H z
30 simp-5r φ x = X y = Y z = Z f = F g = G x = X
31 simp-4r φ x = X y = Y z = Z f = F g = G y = Y
32 30 31 opeq12d φ x = X y = Y z = Z f = F g = G x y = X Y
33 simpllr φ x = X y = Y z = Z f = F g = G z = Z
34 32 33 oveq12d φ x = X y = Y z = Z f = F g = G x y · ˙ z = X Y · ˙ Z
35 simpr φ x = X y = Y z = Z f = F g = G g = G
36 simplr φ x = X y = Y z = Z f = F g = G f = F
37 34 35 36 oveq123d φ x = X y = Y z = Z f = F g = G g x y · ˙ z f = G X Y · ˙ Z F
38 30 33 oveq12d φ x = X y = Y z = Z f = F g = G x H z = X H Z
39 37 38 eleq12d φ x = X y = Y z = Z f = F g = G g x y · ˙ z f x H z G X Y · ˙ Z F X H Z
40 29 39 rspcdv φ x = X y = Y z = Z f = F g y H z g x y · ˙ z f x H z G X Y · ˙ Z F X H Z
41 24 40 rspcimdv φ x = X y = Y z = Z f x H y g y H z g x y · ˙ z f x H z G X Y · ˙ Z F X H Z
42 19 41 rspcimdv φ x = X y = Y z B f x H y g y H z g x y · ˙ z f x H z G X Y · ˙ Z F X H Z
43 18 42 rspcimdv φ x = X y B z B f x H y g y H z g x y · ˙ z f x H z G X Y · ˙ Z F X H Z
44 5 43 rspcimdv φ x B y B z B f x H y g y H z g x y · ˙ z f x H z G X Y · ˙ Z F X H Z
45 17 44 mpd φ G X Y · ˙ Z F X H Z