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Theorem catidex

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

Ref Expression
Hypotheses catidex.b B = Base C
catidex.h H = Hom C
catidex.o · ˙ = comp C
catidex.c φ C Cat
catidex.x φ X B
Assertion catidex φ 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

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 catidex.b B = Base C
2 catidex.h H = Hom C
3 catidex.o · ˙ = comp C
4 catidex.c φ C Cat
5 catidex.x φ X B
6 id x = X x = X
7 6 6 oveq12d x = X x H x = X H X
8 oveq2 x = X y H x = y H X
9 opeq2 x = X y x = y X
10 9 6 oveq12d x = X y x · ˙ x = y X · ˙ X
11 10 oveqd x = X g y x · ˙ x f = g y X · ˙ X f
12 11 eqeq1d x = X g y x · ˙ x f = f g y X · ˙ X f = f
13 8 12 raleqbidv x = X f y H x g y x · ˙ x f = f f y H X g y X · ˙ X f = f
14 oveq1 x = X x H y = X H y
15 6 6 opeq12d x = X x x = X X
16 15 oveq1d x = X x x · ˙ y = X X · ˙ y
17 16 oveqd x = X f x x · ˙ y g = f X X · ˙ y g
18 17 eqeq1d x = X f x x · ˙ y g = f f X X · ˙ y g = f
19 14 18 raleqbidv x = X f x H y f x x · ˙ y g = f f X H y f X X · ˙ y g = f
20 13 19 anbi12d x = X f y H x g y x · ˙ x f = f f x H y f x x · ˙ y g = f f y H X g y X · ˙ X f = f f X H y f X X · ˙ y g = f
21 20 ralbidv x = 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 f y H X g y X · ˙ X f = f f X H y f X X · ˙ y g = f
22 7 21 rexeqbidv x = X 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 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
23 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 k z H w k y z · ˙ w g x y · ˙ w f = k x z · ˙ w g x y · ˙ z f
24 23 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 k z H w k y z · ˙ w g x y · ˙ w f = k x z · ˙ w g x y · ˙ z f
25 simpl 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 k z H w k y z · ˙ w g x y · ˙ w f = k x z · ˙ w g x y · ˙ z f 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
26 25 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 k z H w k y z · ˙ w g x y · ˙ w f = k x z · ˙ w g x y · ˙ z f 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
27 4 24 26 3syl φ 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
28 22 27 5 rspcdva φ 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