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Theorem estrccatid

Description: Lemma for estrccat . (Contributed by AV, 8-Mar-2020)

Ref Expression
Hypothesis estrccat.c ⊢ C = ExtStrCat ⁡ U
Assertion estrccatid ⊢ U ∈ V → C ∈ Cat ∧ Id ⁡ C = x ∈ U ⟼ I ↾ Base x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 estrccat.c ⊢ C = ExtStrCat ⁡ U
2 id ⊢ U ∈ V → U ∈ V
3 1 2 estrcbas ⊢ U ∈ V → U = Base C
4 eqidd ⊢ U ∈ V → Hom ⁡ C = Hom ⁡ C
5 eqidd ⊢ U ∈ V → comp ⁡ C = comp ⁡ C
6 1 fvexi ⊢ C ∈ V
7 6 a1i ⊢ U ∈ V → C ∈ V
8 biid ⊢ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z ↔ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z
9 f1oi ⊢ I ↾ Base x : Base x ⟶ 1-1 onto Base x
10 f1of ⊢ I ↾ Base x : Base x ⟶ 1-1 onto Base x → I ↾ Base x : Base x ⟶ Base x
11 9 10 mp1i ⊢ U ∈ V ∧ x ∈ U → I ↾ Base x : Base x ⟶ Base x
12 simpl ⊢ U ∈ V ∧ x ∈ U → U ∈ V
13 eqid ⊢ Hom ⁡ C = Hom ⁡ C
14 simpr ⊢ U ∈ V ∧ x ∈ U → x ∈ U
15 eqid ⊢ Base x = Base x
16 1 12 13 14 14 15 15 elestrchom ⊢ U ∈ V ∧ x ∈ U → I ↾ Base x ∈ x Hom ⁡ C x ↔ I ↾ Base x : Base x ⟶ Base x
17 11 16 mpbird ⊢ U ∈ V ∧ x ∈ U → I ↾ Base x ∈ x Hom ⁡ C x
18 simpl ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → U ∈ V
19 eqid ⊢ comp ⁡ C = comp ⁡ C
20 simpr1l ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → w ∈ U
21 simpr1r ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → x ∈ U
22 eqid ⊢ Base w = Base w
23 simpr31 ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → f ∈ w Hom ⁡ C x
24 1 18 13 20 21 22 15 elestrchom ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → f ∈ w Hom ⁡ C x ↔ f : Base w ⟶ Base x
25 23 24 mpbid ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → f : Base w ⟶ Base x
26 9 10 mp1i ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → I ↾ Base x : Base x ⟶ Base x
27 1 18 19 20 21 21 22 15 15 25 26 estrcco ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → I ↾ Base x w x comp ⁡ C x f = I ↾ Base x ∘ f
28 fcoi2 ⊢ f : Base w ⟶ Base x → I ↾ Base x ∘ f = f
29 25 28 syl ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → I ↾ Base x ∘ f = f
30 27 29 eqtrd ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → I ↾ Base x w x comp ⁡ C x f = f
31 simpr2l ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → y ∈ U
32 eqid ⊢ Base y = Base y
33 simpr32 ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → g ∈ x Hom ⁡ C y
34 1 18 13 21 31 15 32 elestrchom ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → g ∈ x Hom ⁡ C y ↔ g : Base x ⟶ Base y
35 33 34 mpbid ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → g : Base x ⟶ Base y
36 1 18 19 21 21 31 15 15 32 26 35 estrcco ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → g x x comp ⁡ C y I ↾ Base x = g ∘ I ↾ Base x
37 fcoi1 ⊢ g : Base x ⟶ Base y → g ∘ I ↾ Base x = g
38 35 37 syl ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → g ∘ I ↾ Base x = g
39 36 38 eqtrd ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → g x x comp ⁡ C y I ↾ Base x = g
40 1 18 19 20 21 31 22 15 32 25 35 estrcco ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → g w x comp ⁡ C y f = g ∘ f
41 fco ⊢ g : Base x ⟶ Base y ∧ f : Base w ⟶ Base x → g ∘ f : Base w ⟶ Base y
42 35 25 41 syl2anc ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → g ∘ f : Base w ⟶ Base y
43 1 18 13 20 31 22 32 elestrchom ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → g ∘ f ∈ w Hom ⁡ C y ↔ g ∘ f : Base w ⟶ Base y
44 42 43 mpbird ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → g ∘ f ∈ w Hom ⁡ C y
45 40 44 eqeltrd ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → g w x comp ⁡ C y f ∈ w Hom ⁡ C y
46 coass ⊢ h ∘ g ∘ f = h ∘ g ∘ f
47 simpr2r ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → z ∈ U
48 eqid ⊢ Base z = Base z
49 simpr33 ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → h ∈ y Hom ⁡ C z
50 1 18 13 31 47 32 48 elestrchom ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → h ∈ y Hom ⁡ C z ↔ h : Base y ⟶ Base z
51 49 50 mpbid ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → h : Base y ⟶ Base z
52 fco ⊢ h : Base y ⟶ Base z ∧ g : Base x ⟶ Base y → h ∘ g : Base x ⟶ Base z
53 51 35 52 syl2anc ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → h ∘ g : Base x ⟶ Base z
54 1 18 19 20 21 47 22 15 48 25 53 estrcco ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → h ∘ g w x comp ⁡ C z f = h ∘ g ∘ f
55 1 18 19 20 31 47 22 32 48 42 51 estrcco ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → h w y comp ⁡ C z g ∘ f = h ∘ g ∘ f
56 46 54 55 3eqtr4a ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → h ∘ g w x comp ⁡ C z f = h w y comp ⁡ C z g ∘ f
57 1 18 19 21 31 47 15 32 48 35 51 estrcco ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → h x y comp ⁡ C z g = h ∘ g
58 57 oveq1d ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → h x y comp ⁡ C z g w x comp ⁡ C z f = h ∘ g w x comp ⁡ C z f
59 40 oveq2d ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → h w y comp ⁡ C z g w x comp ⁡ C y f = h w y comp ⁡ C z g ∘ f
60 56 58 59 3eqtr4d ⊢ U ∈ V ∧ w ∈ U ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ z ∈ U ∧ f ∈ w Hom ⁡ C x ∧ g ∈ x Hom ⁡ C y ∧ h ∈ y Hom ⁡ C z → h x y comp ⁡ C z g w x comp ⁡ C z f = h w y comp ⁡ C z g w x comp ⁡ C y f
61 3 4 5 7 8 17 30 39 45 60 iscatd2 ⊢ U ∈ V → C ∈ Cat ∧ Id ⁡ C = x ∈ U ⟼ I ↾ Base x