Metamath Proof Explorer


Theorem catidd

Description: Deduce the identity arrow in a category. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses catidd.b โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ถ ) )
catidd.h โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป = ( Hom โ€˜ ๐ถ ) )
catidd.o โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยท = ( comp โ€˜ ๐ถ ) )
catidd.c โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ Cat )
catidd.1 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ) โ†’ 1 โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฅ ) )
catidd.2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ฅ ) ) ) โ†’ ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ )
catidd.3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) 1 ) = ๐‘“ )
Assertion catidd ( ๐œ‘ โ†’ ( Id โ€˜ ๐ถ ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†ฆ 1 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 catidd.b โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ถ ) )
2 catidd.h โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป = ( Hom โ€˜ ๐ถ ) )
3 catidd.o โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยท = ( comp โ€˜ ๐ถ ) )
4 catidd.c โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ Cat )
5 catidd.1 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ) โ†’ 1 โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฅ ) )
6 catidd.2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ฅ ) ) ) โ†’ ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ )
7 catidd.3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) 1 ) = ๐‘“ )
8 6 ex โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ฅ ) ) โ†’ ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ ) )
9 1 eleq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†” ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) )
10 1 eleq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โ†” ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) )
11 2 oveqd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ฅ ) = ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) )
12 11 eleq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ฅ ) โ†” ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ) )
13 9 10 12 3anbi123d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ๐ป ๐‘ฅ ) ) โ†” ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) โˆง ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ) ) )
14 3 oveqd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฅ ) = ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) )
15 14 oveqd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) )
16 15 eqeq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โ†” ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ ) )
17 8 13 16 3imtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) โˆง ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ) โ†’ ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ ) )
18 17 3expd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) โ†’ ( ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) โ†’ ( ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) โ†’ ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ ) ) ) )
19 18 imp41 โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) โˆง ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ) โ†’ ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ )
20 19 ralrimiva โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ )
21 7 ex โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) 1 ) = ๐‘“ ) )
22 2 oveqd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) )
23 22 eleq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) โ†” ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ) )
24 9 10 23 3anbi123d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) ) โ†” ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) โˆง ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ) ) )
25 3 oveqd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) = ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) )
26 25 oveqd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) 1 ) = ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) 1 ) )
27 26 eqeq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ยท ๐‘ฆ ) 1 ) = ๐‘“ โ†” ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) 1 ) = ๐‘“ ) )
28 21 24 27 3imtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) โˆง ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) 1 ) = ๐‘“ ) )
29 28 3expd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) โ†’ ( ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) โ†’ ( ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) โ†’ ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) 1 ) = ๐‘“ ) ) ) )
30 29 imp41 โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) โˆง ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ) โ†’ ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) 1 ) = ๐‘“ )
31 30 ralrimiva โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) 1 ) = ๐‘“ )
32 20 31 jca โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) 1 ) = ๐‘“ ) )
33 32 ralrimiva โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) 1 ) = ๐‘“ ) )
34 5 ex โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†’ 1 โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฅ ) ) )
35 2 oveqd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฅ ) = ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) )
36 35 eleq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฅ ) โ†” 1 โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ) )
37 34 9 36 3imtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) โ†’ 1 โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ) )
38 37 imp โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) โ†’ 1 โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) )
39 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐ถ ) = ( Base โ€˜ ๐ถ )
40 eqid โŠข ( Hom โ€˜ ๐ถ ) = ( Hom โ€˜ ๐ถ )
41 eqid โŠข ( comp โ€˜ ๐ถ ) = ( comp โ€˜ ๐ถ )
42 4 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) โ†’ ๐ถ โˆˆ Cat )
43 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) )
44 39 40 41 42 43 catideu โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) โ†’ โˆƒ! ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) )
45 oveq1 โŠข ( ๐‘” = 1 โ†’ ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) )
46 45 eqeq1d โŠข ( ๐‘” = 1 โ†’ ( ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โ†” ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ ) )
47 46 ralbidv โŠข ( ๐‘” = 1 โ†’ ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โ†” โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ ) )
48 oveq2 โŠข ( ๐‘” = 1 โ†’ ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) 1 ) )
49 48 eqeq1d โŠข ( ๐‘” = 1 โ†’ ( ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ โ†” ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) 1 ) = ๐‘“ ) )
50 49 ralbidv โŠข ( ๐‘” = 1 โ†’ ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ โ†” โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) 1 ) = ๐‘“ ) )
51 47 50 anbi12d โŠข ( ๐‘” = 1 โ†’ ( ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โ†” ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) 1 ) = ๐‘“ ) ) )
52 51 ralbidv โŠข ( ๐‘” = 1 โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) โ†” โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) 1 ) = ๐‘“ ) ) )
53 52 riota2 โŠข ( ( 1 โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) โˆง โˆƒ! ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) 1 ) = ๐‘“ ) โ†” ( โ„ฉ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) ) = 1 ) )
54 38 44 53 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( 1 ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) 1 ) = ๐‘“ ) โ†” ( โ„ฉ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) ) = 1 ) )
55 33 54 mpbid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ) โ†’ ( โ„ฉ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) ) = 1 )
56 55 mpteq2dva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) โ†ฆ ( โ„ฉ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) โ†ฆ 1 ) )
57 eqid โŠข ( Id โ€˜ ๐ถ ) = ( Id โ€˜ ๐ถ )
58 39 40 41 4 57 cidfval โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( Id โ€˜ ๐ถ ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) โ†ฆ ( โ„ฉ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฆ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ( ๐‘” ( โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฅ ) ๐‘“ ) = ๐‘“ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ( ๐‘ฅ ( Hom โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ( ๐‘“ ( โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฅ โŸฉ ( comp โ€˜ ๐ถ ) ๐‘ฆ ) ๐‘” ) = ๐‘“ ) ) ) )
59 1 mpteq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†ฆ 1 ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ถ ) โ†ฆ 1 ) )
60 56 58 59 3eqtr4d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( Id โ€˜ ๐ถ ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†ฆ 1 ) )