Metamath Proof Explorer


Theorem moni

Description: Property of a monomorphism. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses ismon.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ถ )
ismon.h โŠข ๐ป = ( Hom โ€˜ ๐ถ )
ismon.o โŠข ยท = ( comp โ€˜ ๐ถ )
ismon.s โŠข ๐‘€ = ( Mono โ€˜ ๐ถ )
ismon.c โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ Cat )
ismon.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
ismon.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐ต )
moni.z โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐ต )
moni.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐‘‹ ๐‘€ ๐‘Œ ) )
moni.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ( ๐‘ ๐ป ๐‘‹ ) )
moni.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐พ โˆˆ ( ๐‘ ๐ป ๐‘‹ ) )
Assertion moni ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐บ ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐พ ) โ†” ๐บ = ๐พ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ismon.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ถ )
2 ismon.h โŠข ๐ป = ( Hom โ€˜ ๐ถ )
3 ismon.o โŠข ยท = ( comp โ€˜ ๐ถ )
4 ismon.s โŠข ๐‘€ = ( Mono โ€˜ ๐ถ )
5 ismon.c โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ Cat )
6 ismon.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
7 ismon.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐ต )
8 moni.z โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐ต )
9 moni.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐‘‹ ๐‘€ ๐‘Œ ) )
10 moni.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ( ๐‘ ๐ป ๐‘‹ ) )
11 moni.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐พ โˆˆ ( ๐‘ ๐ป ๐‘‹ ) )
12 1 2 3 4 5 6 7 ismon2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โˆˆ ( ๐‘‹ ๐‘€ ๐‘Œ ) โ†” ( ๐น โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘Œ ) โˆง โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘‹ ) โˆ€ โ„Ž โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘‹ ) ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐‘” ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) โ„Ž ) โ†’ ๐‘” = โ„Ž ) ) ) )
13 9 12 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โˆˆ ( ๐‘‹ ๐ป ๐‘Œ ) โˆง โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘‹ ) โˆ€ โ„Ž โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘‹ ) ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐‘” ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) โ„Ž ) โ†’ ๐‘” = โ„Ž ) ) )
14 13 simprd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘‹ ) โˆ€ โ„Ž โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘‹ ) ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐‘” ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) โ„Ž ) โ†’ ๐‘” = โ„Ž ) )
15 10 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โ†’ ๐บ โˆˆ ( ๐‘ ๐ป ๐‘‹ ) )
16 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โ†’ ๐‘ง = ๐‘ )
17 16 oveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โ†’ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘‹ ) = ( ๐‘ ๐ป ๐‘‹ ) )
18 15 17 eleqtrrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โ†’ ๐บ โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘‹ ) )
19 11 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โ†’ ๐พ โˆˆ ( ๐‘ ๐ป ๐‘‹ ) )
20 19 17 eleqtrrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โ†’ ๐พ โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘‹ ) )
21 20 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โ†’ ๐พ โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘‹ ) )
22 simpllr โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง โ„Ž = ๐พ ) โ†’ ๐‘ง = ๐‘ )
23 22 opeq1d โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง โ„Ž = ๐พ ) โ†’ โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ = โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ )
24 23 oveq1d โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง โ„Ž = ๐พ ) โ†’ ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) = ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) )
25 eqidd โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง โ„Ž = ๐พ ) โ†’ ๐น = ๐น )
26 simplr โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง โ„Ž = ๐พ ) โ†’ ๐‘” = ๐บ )
27 24 25 26 oveq123d โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง โ„Ž = ๐พ ) โ†’ ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐‘” ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐บ ) )
28 simpr โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง โ„Ž = ๐พ ) โ†’ โ„Ž = ๐พ )
29 24 25 28 oveq123d โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง โ„Ž = ๐พ ) โ†’ ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) โ„Ž ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐พ ) )
30 27 29 eqeq12d โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง โ„Ž = ๐พ ) โ†’ ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐‘” ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) โ„Ž ) โ†” ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐บ ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐พ ) ) )
31 26 28 eqeq12d โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง โ„Ž = ๐พ ) โ†’ ( ๐‘” = โ„Ž โ†” ๐บ = ๐พ ) )
32 30 31 imbi12d โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โˆง โ„Ž = ๐พ ) โ†’ ( ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐‘” ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) โ„Ž ) โ†’ ๐‘” = โ„Ž ) โ†” ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐บ ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐พ ) โ†’ ๐บ = ๐พ ) ) )
33 21 32 rspcdv โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โˆง ๐‘” = ๐บ ) โ†’ ( โˆ€ โ„Ž โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘‹ ) ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐‘” ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) โ„Ž ) โ†’ ๐‘” = โ„Ž ) โ†’ ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐บ ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐พ ) โ†’ ๐บ = ๐พ ) ) )
34 18 33 rspcimdv โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ง = ๐‘ ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘‹ ) โˆ€ โ„Ž โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘‹ ) ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐‘” ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) โ„Ž ) โ†’ ๐‘” = โ„Ž ) โ†’ ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐บ ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐พ ) โ†’ ๐บ = ๐พ ) ) )
35 8 34 rspcimdv โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆ€ ๐‘” โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘‹ ) โˆ€ โ„Ž โˆˆ ( ๐‘ง ๐ป ๐‘‹ ) ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐‘” ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ง , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) โ„Ž ) โ†’ ๐‘” = โ„Ž ) โ†’ ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐บ ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐พ ) โ†’ ๐บ = ๐พ ) ) )
36 14 35 mpd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐บ ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐พ ) โ†’ ๐บ = ๐พ ) )
37 oveq2 โŠข ( ๐บ = ๐พ โ†’ ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐บ ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐พ ) )
38 36 37 impbid1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐บ ) = ( ๐น ( โŸจ ๐‘ , ๐‘‹ โŸฉ ยท ๐‘Œ ) ๐พ ) โ†” ๐บ = ๐พ ) )