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Theorem catlid 15187
Description: Left identity property of an identity arrow. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Jan-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
catidcl.b  |-  B  =  ( Base `  C
)
catidcl.h  |-  H  =  ( Hom  `  C
)
catidcl.i  |-  .1.  =  ( Id `  C )
catidcl.c  |-  ( ph  ->  C  e.  Cat )
catidcl.x  |-  ( ph  ->  X  e.  B )
catlid.o  |-  .x.  =  (comp `  C )
catlid.y  |-  ( ph  ->  Y  e.  B )
catlid.f  |-  ( ph  ->  F  e.  ( X H Y ) )
Assertion
Ref Expression
catlid  |-  ( ph  ->  ( (  .1.  `  Y ) ( <. X ,  Y >.  .x. 
Y ) F )  =  F )

Proof of Theorem catlid
Dummy variables  f 
g  x are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 catlid.f . 2  |-  ( ph  ->  F  e.  ( X H Y ) )
2 catidcl.x . . 3  |-  ( ph  ->  X  e.  B )
3 simpl 455 . . . . . . . 8  |-  ( ( A. f  e.  ( x H Y ) ( g ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f  /\  A. f  e.  ( Y H x ) ( f ( <. Y ,  Y >.  .x.  x )
g )  =  f )  ->  A. f  e.  ( x H Y ) ( g (
<. x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f )
43ralimi 2794 . . . . . . 7  |-  ( A. x  e.  B  ( A. f  e.  (
x H Y ) ( g ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f  /\  A. f  e.  ( Y H x ) ( f ( <. Y ,  Y >.  .x.  x )
g )  =  f )  ->  A. x  e.  B  A. f  e.  ( x H Y ) ( g (
<. x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f )
54a1i 11 . . . . . 6  |-  ( g  e.  ( Y H Y )  ->  ( A. x  e.  B  ( A. f  e.  ( x H Y ) ( g ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f  /\  A. f  e.  ( Y H x ) ( f ( <. Y ,  Y >.  .x.  x )
g )  =  f )  ->  A. x  e.  B  A. f  e.  ( x H Y ) ( g (
<. x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f ) )
65ss2rabi 3518 . . . . 5  |-  { g  e.  ( Y H Y )  |  A. x  e.  B  ( A. f  e.  (
x H Y ) ( g ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f  /\  A. f  e.  ( Y H x ) ( f ( <. Y ,  Y >.  .x.  x )
g )  =  f ) }  C_  { g  e.  ( Y H Y )  |  A. x  e.  B  A. f  e.  ( x H Y ) ( g ( <. x ,  Y >.  .x.  Y ) f )  =  f }
7 catidcl.b . . . . . . 7  |-  B  =  ( Base `  C
)
8 catidcl.h . . . . . . 7  |-  H  =  ( Hom  `  C
)
9 catlid.o . . . . . . 7  |-  .x.  =  (comp `  C )
10 catidcl.c . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  C  e.  Cat )
11 catidcl.i . . . . . . 7  |-  .1.  =  ( Id `  C )
12 catlid.y . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  Y  e.  B )
137, 8, 9, 10, 11, 12cidval 15181 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  (  .1.  `  Y
)  =  ( iota_ g  e.  ( Y H Y ) A. x  e.  B  ( A. f  e.  ( x H Y ) ( g ( <. x ,  Y >.  .x.  Y ) f )  =  f  /\  A. f  e.  ( Y H x ) ( f ( <. Y ,  Y >.  .x.  x )
g )  =  f ) ) )
147, 8, 9, 10, 12catideu 15179 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  E! g  e.  ( Y H Y ) A. x  e.  B  ( A. f  e.  ( x H Y ) ( g ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f  /\  A. f  e.  ( Y H x ) ( f ( <. Y ,  Y >.  .x.  x )
g )  =  f ) )
15 riotacl2 6207 . . . . . . 7  |-  ( E! g  e.  ( Y H Y ) A. x  e.  B  ( A. f  e.  (
x H Y ) ( g ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f  /\  A. f  e.  ( Y H x ) ( f ( <. Y ,  Y >.  .x.  x )
g )  =  f )  ->  ( iota_ g  e.  ( Y H Y ) A. x  e.  B  ( A. f  e.  ( x H Y ) ( g ( <. x ,  Y >.  .x.  Y ) f )  =  f  /\  A. f  e.  ( Y H x ) ( f ( <. Y ,  Y >.  .x.  x )
g )  =  f ) )  e.  {
g  e.  ( Y H Y )  | 
A. x  e.  B  ( A. f  e.  ( x H Y ) ( g ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f  /\  A. f  e.  ( Y H x ) ( f ( <. Y ,  Y >.  .x.  x )
g )  =  f ) } )
1614, 15syl 17 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( iota_ g  e.  ( Y H Y ) A. x  e.  B  ( A. f  e.  ( x H Y ) ( g ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f  /\  A. f  e.  ( Y H x ) ( f ( <. Y ,  Y >.  .x.  x )
g )  =  f ) )  e.  {
g  e.  ( Y H Y )  | 
A. x  e.  B  ( A. f  e.  ( x H Y ) ( g ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f  /\  A. f  e.  ( Y H x ) ( f ( <. Y ,  Y >.  .x.  x )
g )  =  f ) } )
1713, 16eqeltrd 2488 . . . . 5  |-  ( ph  ->  (  .1.  `  Y
)  e.  { g  e.  ( Y H Y )  |  A. x  e.  B  ( A. f  e.  (
x H Y ) ( g ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f  /\  A. f  e.  ( Y H x ) ( f ( <. Y ,  Y >.  .x.  x )
g )  =  f ) } )
186, 17sseldi 3437 . . . 4  |-  ( ph  ->  (  .1.  `  Y
)  e.  { g  e.  ( Y H Y )  |  A. x  e.  B  A. f  e.  ( x H Y ) ( g ( <. x ,  Y >.  .x.  Y ) f )  =  f } )
19 oveq1 6239 . . . . . . . 8  |-  ( g  =  (  .1.  `  Y )  ->  (
g ( <. x ,  Y >.  .x.  Y ) f )  =  ( (  .1.  `  Y
) ( <. x ,  Y >.  .x.  Y ) f ) )
2019eqeq1d 2402 . . . . . . 7  |-  ( g  =  (  .1.  `  Y )  ->  (
( g ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f  <->  ( (  .1.  `  Y ) (
<. x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f ) )
21202ralbidv 2845 . . . . . 6  |-  ( g  =  (  .1.  `  Y )  ->  ( A. x  e.  B  A. f  e.  (
x H Y ) ( g ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f  <->  A. x  e.  B  A. f  e.  ( x H Y ) ( (  .1.  `  Y ) ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f ) )
2221elrab 3204 . . . . 5  |-  ( (  .1.  `  Y )  e.  { g  e.  ( Y H Y )  |  A. x  e.  B  A. f  e.  ( x H Y ) ( g (
<. x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f }  <->  ( (  .1.  `  Y )  e.  ( Y H Y )  /\  A. x  e.  B  A. f  e.  ( x H Y ) ( (  .1.  `  Y ) ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f ) )
2322simprbi 462 . . . 4  |-  ( (  .1.  `  Y )  e.  { g  e.  ( Y H Y )  |  A. x  e.  B  A. f  e.  ( x H Y ) ( g (
<. x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f }  ->  A. x  e.  B  A. f  e.  ( x H Y ) ( (  .1.  `  Y )
( <. x ,  Y >.  .x.  Y ) f )  =  f )
2418, 23syl 17 . . 3  |-  ( ph  ->  A. x  e.  B  A. f  e.  (
x H Y ) ( (  .1.  `  Y ) ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f )
25 oveq1 6239 . . . . 5  |-  ( x  =  X  ->  (
x H Y )  =  ( X H Y ) )
26 opeq1 4156 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  X  ->  <. x ,  Y >.  =  <. X ,  Y >. )
2726oveq1d 6247 . . . . . . 7  |-  ( x  =  X  ->  ( <. x ,  Y >.  .x. 
Y )  =  (
<. X ,  Y >.  .x. 
Y ) )
2827oveqd 6249 . . . . . 6  |-  ( x  =  X  ->  (
(  .1.  `  Y
) ( <. x ,  Y >.  .x.  Y ) f )  =  ( (  .1.  `  Y
) ( <. X ,  Y >.  .x.  Y )
f ) )
2928eqeq1d 2402 . . . . 5  |-  ( x  =  X  ->  (
( (  .1.  `  Y ) ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f  <->  ( (  .1.  `  Y ) (
<. X ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f ) )
3025, 29raleqbidv 3015 . . . 4  |-  ( x  =  X  ->  ( A. f  e.  (
x H Y ) ( (  .1.  `  Y ) ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f  <->  A. f  e.  ( X H Y ) ( (  .1.  `  Y ) ( <. X ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f ) )
3130rspcv 3153 . . 3  |-  ( X  e.  B  ->  ( A. x  e.  B  A. f  e.  (
x H Y ) ( (  .1.  `  Y ) ( <.
x ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f  ->  A. f  e.  ( X H Y ) ( (  .1.  `  Y ) ( <. X ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f ) )
322, 24, 31sylc 59 . 2  |-  ( ph  ->  A. f  e.  ( X H Y ) ( (  .1.  `  Y ) ( <. X ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f )
33 oveq2 6240 . . . 4  |-  ( f  =  F  ->  (
(  .1.  `  Y
) ( <. X ,  Y >.  .x.  Y )
f )  =  ( (  .1.  `  Y
) ( <. X ,  Y >.  .x.  Y ) F ) )
34 id 22 . . . 4  |-  ( f  =  F  ->  f  =  F )
3533, 34eqeq12d 2422 . . 3  |-  ( f  =  F  ->  (
( (  .1.  `  Y ) ( <. X ,  Y >.  .x. 
Y ) f )  =  f  <->  ( (  .1.  `  Y ) (
<. X ,  Y >.  .x. 
Y ) F )  =  F ) )
3635rspcv 3153 . 2  |-  ( F  e.  ( X H Y )  ->  ( A. f  e.  ( X H Y ) ( (  .1.  `  Y
) ( <. X ,  Y >.  .x.  Y )
f )  =  f  ->  ( (  .1.  `  Y ) ( <. X ,  Y >.  .x. 
Y ) F )  =  F ) )
371, 32, 36sylc 59 1  |-  ( ph  ->  ( (  .1.  `  Y ) ( <. X ,  Y >.  .x. 
Y ) F )  =  F )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 367    = wceq 1403    e. wcel 1840   A.wral 2751   E!wreu 2753   {crab 2755   <.cop 3975   ` cfv 5523   iota_crio 6193  (class class class)co 6232   Basecbs 14731   Hom chom 14810  compcco 14811   Catccat 15168   Idccid 15169
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1637  ax-4 1650  ax-5 1723  ax-6 1769  ax-7 1812  ax-9 1844  ax-10 1859  ax-11 1864  ax-12 1876  ax-13 2024  ax-ext 2378  ax-rep 4504  ax-sep 4514  ax-nul 4522  ax-pr 4627
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 368  df-an 369  df-3an 974  df-tru 1406  df-ex 1632  df-nf 1636  df-sb 1762  df-eu 2240  df-mo 2241  df-clab 2386  df-cleq 2392  df-clel 2395  df-nfc 2550  df-ne 2598  df-ral 2756  df-rex 2757  df-reu 2758  df-rmo 2759  df-rab 2760  df-v 3058  df-sbc 3275  df-csb 3371  df-dif 3414  df-un 3416  df-in 3418  df-ss 3425  df-nul 3736  df-if 3883  df-sn 3970  df-pr 3972  df-op 3976  df-uni 4189  df-iun 4270  df-br 4393  df-opab 4451  df-mpt 4452  df-id 4735  df-xp 4946  df-rel 4947  df-cnv 4948  df-co 4949  df-dm 4950  df-rn 4951  df-res 4952  df-ima 4953  df-iota 5487  df-fun 5525  df-fn 5526  df-f 5527  df-f1 5528  df-fo 5529  df-f1o 5530  df-fv 5531  df-riota 6194  df-ov 6235  df-cat 15172  df-cid 15173
This theorem is referenced by:  oppccatid  15222  sectcan  15258  sectco  15259  sectmon  15285  monsect  15286  sectid  15289  invisoinvl  15293  subccatid  15349  fucidcl  15468  fuclid  15469  invfuc  15477  arwlid  15565  xpccatid  15671  evlfcl  15705  curf1cl  15711  curf2cl  15714  curfcl  15715  curfuncf  15721  uncfcurf  15722  hofcl  15742  yon12  15748  yon2  15749  yonedalem3b  15762  yonedainv  15764
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