Metamath Proof Explorer


Theorem isnat2

Description: Property of being a natural transformation. (Contributed by Mario Carneiro, 6-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses natfval.1 โŠข ๐‘ = ( ๐ถ Nat ๐ท )
natfval.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ถ )
natfval.h โŠข ๐ป = ( Hom โ€˜ ๐ถ )
natfval.j โŠข ๐ฝ = ( Hom โ€˜ ๐ท )
natfval.o โŠข ยท = ( comp โ€˜ ๐ท )
isnat2.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐ถ Func ๐ท ) )
isnat2.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ( ๐ถ Func ๐ท ) )
Assertion isnat2 ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด โˆˆ ( ๐น ๐‘ ๐บ ) โ†” ( ๐ด โˆˆ X ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ( ( ( 1st โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐ฝ ( ( 1st โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆ€ โ„Ž โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘ฆ ) ( โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐‘ฅ ) , ( ( 1st โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐‘ฆ ) โŸฉ ยท ( ( 1st โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ( ( ๐‘ฅ ( 2nd โ€˜ ๐น ) ๐‘ฆ ) โ€˜ โ„Ž ) ) = ( ( ( ๐‘ฅ ( 2nd โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โ€˜ โ„Ž ) ( โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐‘ฅ ) , ( ( 1st โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โŸฉ ยท ( ( 1st โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ( ๐ด โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 natfval.1 โŠข ๐‘ = ( ๐ถ Nat ๐ท )
2 natfval.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ถ )
3 natfval.h โŠข ๐ป = ( Hom โ€˜ ๐ถ )
4 natfval.j โŠข ๐ฝ = ( Hom โ€˜ ๐ท )
5 natfval.o โŠข ยท = ( comp โ€˜ ๐ท )
6 isnat2.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐ถ Func ๐ท ) )
7 isnat2.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ( ๐ถ Func ๐ท ) )
8 relfunc โŠข Rel ( ๐ถ Func ๐ท )
9 1st2nd โŠข ( ( Rel ( ๐ถ Func ๐ท ) โˆง ๐น โˆˆ ( ๐ถ Func ๐ท ) ) โ†’ ๐น = โŸจ ( 1st โ€˜ ๐น ) , ( 2nd โ€˜ ๐น ) โŸฉ )
10 8 6 9 sylancr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น = โŸจ ( 1st โ€˜ ๐น ) , ( 2nd โ€˜ ๐น ) โŸฉ )
11 1st2nd โŠข ( ( Rel ( ๐ถ Func ๐ท ) โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ถ Func ๐ท ) ) โ†’ ๐บ = โŸจ ( 1st โ€˜ ๐บ ) , ( 2nd โ€˜ ๐บ ) โŸฉ )
12 8 7 11 sylancr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ = โŸจ ( 1st โ€˜ ๐บ ) , ( 2nd โ€˜ ๐บ ) โŸฉ )
13 10 12 oveq12d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น ๐‘ ๐บ ) = ( โŸจ ( 1st โ€˜ ๐น ) , ( 2nd โ€˜ ๐น ) โŸฉ ๐‘ โŸจ ( 1st โ€˜ ๐บ ) , ( 2nd โ€˜ ๐บ ) โŸฉ ) )
14 13 eleq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด โˆˆ ( ๐น ๐‘ ๐บ ) โ†” ๐ด โˆˆ ( โŸจ ( 1st โ€˜ ๐น ) , ( 2nd โ€˜ ๐น ) โŸฉ ๐‘ โŸจ ( 1st โ€˜ ๐บ ) , ( 2nd โ€˜ ๐บ ) โŸฉ ) ) )
15 1st2ndbr โŠข ( ( Rel ( ๐ถ Func ๐ท ) โˆง ๐น โˆˆ ( ๐ถ Func ๐ท ) ) โ†’ ( 1st โ€˜ ๐น ) ( ๐ถ Func ๐ท ) ( 2nd โ€˜ ๐น ) )
16 8 6 15 sylancr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1st โ€˜ ๐น ) ( ๐ถ Func ๐ท ) ( 2nd โ€˜ ๐น ) )
17 1st2ndbr โŠข ( ( Rel ( ๐ถ Func ๐ท ) โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ถ Func ๐ท ) ) โ†’ ( 1st โ€˜ ๐บ ) ( ๐ถ Func ๐ท ) ( 2nd โ€˜ ๐บ ) )
18 8 7 17 sylancr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1st โ€˜ ๐บ ) ( ๐ถ Func ๐ท ) ( 2nd โ€˜ ๐บ ) )
19 1 2 3 4 5 16 18 isnat โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด โˆˆ ( โŸจ ( 1st โ€˜ ๐น ) , ( 2nd โ€˜ ๐น ) โŸฉ ๐‘ โŸจ ( 1st โ€˜ ๐บ ) , ( 2nd โ€˜ ๐บ ) โŸฉ ) โ†” ( ๐ด โˆˆ X ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ( ( ( 1st โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐ฝ ( ( 1st โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆ€ โ„Ž โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘ฆ ) ( โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐‘ฅ ) , ( ( 1st โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐‘ฆ ) โŸฉ ยท ( ( 1st โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ( ( ๐‘ฅ ( 2nd โ€˜ ๐น ) ๐‘ฆ ) โ€˜ โ„Ž ) ) = ( ( ( ๐‘ฅ ( 2nd โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โ€˜ โ„Ž ) ( โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐‘ฅ ) , ( ( 1st โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โŸฉ ยท ( ( 1st โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ( ๐ด โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) ) )
20 14 19 bitrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด โˆˆ ( ๐น ๐‘ ๐บ ) โ†” ( ๐ด โˆˆ X ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ( ( ( 1st โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐ฝ ( ( 1st โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โˆ€ โ„Ž โˆˆ ( ๐‘ฅ ๐ป ๐‘ฆ ) ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘ฆ ) ( โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐‘ฅ ) , ( ( 1st โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐‘ฆ ) โŸฉ ยท ( ( 1st โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ( ( ๐‘ฅ ( 2nd โ€˜ ๐น ) ๐‘ฆ ) โ€˜ โ„Ž ) ) = ( ( ( ๐‘ฅ ( 2nd โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โ€˜ โ„Ž ) ( โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐น ) โ€˜ ๐‘ฅ ) , ( ( 1st โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โŸฉ ยท ( ( 1st โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ( ๐ด โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) ) )