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Theorem natfval 15929
Description: Value of the function giving natural transformations between two categories. (Contributed by Mario Carneiro, 6-Jan-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
natfval.1  |-  N  =  ( C Nat  D )
natfval.b  |-  B  =  ( Base `  C
)
natfval.h  |-  H  =  ( Hom  `  C
)
natfval.j  |-  J  =  ( Hom  `  D
)
natfval.o  |-  .x.  =  (comp `  D )
Assertion
Ref Expression
natfval  |-  N  =  ( f  e.  ( C  Func  D ) ,  g  e.  ( C  Func  D )  |->  [_ ( 1st `  f )  /  r ]_ [_ ( 1st `  g )  / 
s ]_ { a  e.  X_ x  e.  B  ( ( r `  x ) J ( s `  x ) )  |  A. x  e.  B  A. y  e.  B  A. h  e.  ( x H y ) ( ( a `
 y ) (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } )
Distinct variable groups:    f, a,
g, h, r, s, x, y    B, a, f, g, r, s, x, y    C, a, f, g, h, r, s, x, y    J, a, f, g, r, s    H, a, f, g, h, r, s    .x. , a,
f, g, r, s    D, a, f, g, h, r, s, x, y
Allowed substitution hints:    B( h)    .x. ( x, y, h)    H( x, y)    J( x, y, h)    N( x, y, f, g, h, s, r, a)

Proof of Theorem natfval
Dummy variables  t  u are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 natfval.1 . 2  |-  N  =  ( C Nat  D )
2 oveq12 6317 . . . . 5  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( t  Func  u
)  =  ( C 
Func  D ) )
3 simpl 464 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  t  =  C )
43fveq2d 5883 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( Base `  t
)  =  ( Base `  C ) )
5 natfval.b . . . . . . . . . . 11  |-  B  =  ( Base `  C
)
64, 5syl6eqr 2523 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( Base `  t
)  =  B )
76ixpeq1d 7552 . . . . . . . . 9  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  -> 
X_ x  e.  (
Base `  t )
( ( r `  x ) ( Hom  `  u ) ( s `
 x ) )  =  X_ x  e.  B  ( ( r `  x ) ( Hom  `  u ) ( s `
 x ) ) )
8 simpr 468 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  u  =  D )
98fveq2d 5883 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( Hom  `  u
)  =  ( Hom  `  D ) )
10 natfval.j . . . . . . . . . . . 12  |-  J  =  ( Hom  `  D
)
119, 10syl6eqr 2523 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( Hom  `  u
)  =  J )
1211oveqd 6325 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( ( r `  x ) ( Hom  `  u ) ( s `
 x ) )  =  ( ( r `
 x ) J ( s `  x
) ) )
1312ixpeq2dv 7556 . . . . . . . . 9  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  -> 
X_ x  e.  B  ( ( r `  x ) ( Hom  `  u ) ( s `
 x ) )  =  X_ x  e.  B  ( ( r `  x ) J ( s `  x ) ) )
147, 13eqtrd 2505 . . . . . . . 8  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  -> 
X_ x  e.  (
Base `  t )
( ( r `  x ) ( Hom  `  u ) ( s `
 x ) )  =  X_ x  e.  B  ( ( r `  x ) J ( s `  x ) ) )
153fveq2d 5883 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( Hom  `  t
)  =  ( Hom  `  C ) )
16 natfval.h . . . . . . . . . . . . 13  |-  H  =  ( Hom  `  C
)
1715, 16syl6eqr 2523 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( Hom  `  t
)  =  H )
1817oveqd 6325 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( x ( Hom  `  t ) y )  =  ( x H y ) )
198fveq2d 5883 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  (comp `  u )  =  (comp `  D )
)
20 natfval.o . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  .x.  =  (comp `  D )
2119, 20syl6eqr 2523 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  (comp `  u )  =  .x.  )
2221oveqd 6325 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( <. ( r `  x ) ,  ( r `  y )
>. (comp `  u )
( s `  y
) )  =  (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) )
2322oveqd 6325 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( ( a `  y ) ( <.
( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.
(comp `  u )
( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( a `  y ) ( <.
( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) ) )
2421oveqd 6325 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( <. ( r `  x ) ,  ( s `  x )
>. (comp `  u )
( s `  y
) )  =  (
<. ( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) )
2524oveqd 6325 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.
(comp `  u )
( s `  y
) ) ( a `
 x ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) )
2623, 25eqeq12d 2486 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( ( ( a `
 y ) (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.
(comp `  u )
( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.
(comp `  u )
( s `  y
) ) ( a `
 x ) )  <-> 
( ( a `  y ) ( <.
( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) ) )
2718, 26raleqbidv 2987 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( A. h  e.  ( x ( Hom  `  t ) y ) ( ( a `  y ) ( <.
( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.
(comp `  u )
( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.
(comp `  u )
( s `  y
) ) ( a `
 x ) )  <->  A. h  e.  (
x H y ) ( ( a `  y ) ( <.
( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) ) )
286, 27raleqbidv 2987 . . . . . . . . 9  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( A. y  e.  ( Base `  t
) A. h  e.  ( x ( Hom  `  t ) y ) ( ( a `  y ) ( <.
( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.
(comp `  u )
( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.
(comp `  u )
( s `  y
) ) ( a `
 x ) )  <->  A. y  e.  B  A. h  e.  (
x H y ) ( ( a `  y ) ( <.
( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) ) )
296, 28raleqbidv 2987 . . . . . . . 8  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( A. x  e.  ( Base `  t
) A. y  e.  ( Base `  t
) A. h  e.  ( x ( Hom  `  t ) y ) ( ( a `  y ) ( <.
( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.
(comp `  u )
( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.
(comp `  u )
( s `  y
) ) ( a `
 x ) )  <->  A. x  e.  B  A. y  e.  B  A. h  e.  (
x H y ) ( ( a `  y ) ( <.
( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) ) )
3014, 29rabeqbidv 3026 . . . . . . 7  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  { a  e.  X_ x  e.  ( Base `  t ) ( ( r `  x ) ( Hom  `  u
) ( s `  x ) )  | 
A. x  e.  (
Base `  t ) A. y  e.  ( Base `  t ) A. h  e.  ( x
( Hom  `  t ) y ) ( ( a `  y ) ( <. ( r `  x ) ,  ( r `  y )
>. (comp `  u )
( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.
(comp `  u )
( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) }  =  { a  e.  X_ x  e.  B  ( ( r `  x ) J ( s `  x ) )  |  A. x  e.  B  A. y  e.  B  A. h  e.  ( x H y ) ( ( a `
 y ) (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } )
3130csbeq2dv 3785 . . . . . 6  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  [_ ( 1st `  g
)  /  s ]_ { a  e.  X_ x  e.  ( Base `  t ) ( ( r `  x ) ( Hom  `  u
) ( s `  x ) )  | 
A. x  e.  (
Base `  t ) A. y  e.  ( Base `  t ) A. h  e.  ( x
( Hom  `  t ) y ) ( ( a `  y ) ( <. ( r `  x ) ,  ( r `  y )
>. (comp `  u )
( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.
(comp `  u )
( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) }  =  [_ ( 1st `  g )  / 
s ]_ { a  e.  X_ x  e.  B  ( ( r `  x ) J ( s `  x ) )  |  A. x  e.  B  A. y  e.  B  A. h  e.  ( x H y ) ( ( a `
 y ) (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } )
3231csbeq2dv 3785 . . . . 5  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  [_ ( 1st `  f
)  /  r ]_ [_ ( 1st `  g
)  /  s ]_ { a  e.  X_ x  e.  ( Base `  t ) ( ( r `  x ) ( Hom  `  u
) ( s `  x ) )  | 
A. x  e.  (
Base `  t ) A. y  e.  ( Base `  t ) A. h  e.  ( x
( Hom  `  t ) y ) ( ( a `  y ) ( <. ( r `  x ) ,  ( r `  y )
>. (comp `  u )
( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.
(comp `  u )
( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) }  =  [_ ( 1st `  f )  / 
r ]_ [_ ( 1st `  g )  /  s ]_ { a  e.  X_ x  e.  B  (
( r `  x
) J ( s `
 x ) )  |  A. x  e.  B  A. y  e.  B  A. h  e.  ( x H y ) ( ( a `
 y ) (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } )
332, 2, 32mpt2eq123dv 6372 . . . 4  |-  ( ( t  =  C  /\  u  =  D )  ->  ( f  e.  ( t  Func  u ) ,  g  e.  (
t  Func  u )  |-> 
[_ ( 1st `  f
)  /  r ]_ [_ ( 1st `  g
)  /  s ]_ { a  e.  X_ x  e.  ( Base `  t ) ( ( r `  x ) ( Hom  `  u
) ( s `  x ) )  | 
A. x  e.  (
Base `  t ) A. y  e.  ( Base `  t ) A. h  e.  ( x
( Hom  `  t ) y ) ( ( a `  y ) ( <. ( r `  x ) ,  ( r `  y )
>. (comp `  u )
( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.
(comp `  u )
( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } )  =  ( f  e.  ( C 
Func  D ) ,  g  e.  ( C  Func  D )  |->  [_ ( 1st `  f
)  /  r ]_ [_ ( 1st `  g
)  /  s ]_ { a  e.  X_ x  e.  B  (
( r `  x
) J ( s `
 x ) )  |  A. x  e.  B  A. y  e.  B  A. h  e.  ( x H y ) ( ( a `
 y ) (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } ) )
34 df-nat 15926 . . . 4  |- Nat  =  ( t  e.  Cat ,  u  e.  Cat  |->  ( f  e.  ( t  Func  u ) ,  g  e.  ( t  Func  u
)  |->  [_ ( 1st `  f
)  /  r ]_ [_ ( 1st `  g
)  /  s ]_ { a  e.  X_ x  e.  ( Base `  t ) ( ( r `  x ) ( Hom  `  u
) ( s `  x ) )  | 
A. x  e.  (
Base `  t ) A. y  e.  ( Base `  t ) A. h  e.  ( x
( Hom  `  t ) y ) ( ( a `  y ) ( <. ( r `  x ) ,  ( r `  y )
>. (comp `  u )
( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.
(comp `  u )
( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } ) )
35 ovex 6336 . . . . 5  |-  ( C 
Func  D )  e.  _V
3635, 35mpt2ex 6889 . . . 4  |-  ( f  e.  ( C  Func  D ) ,  g  e.  ( C  Func  D
)  |->  [_ ( 1st `  f
)  /  r ]_ [_ ( 1st `  g
)  /  s ]_ { a  e.  X_ x  e.  B  (
( r `  x
) J ( s `
 x ) )  |  A. x  e.  B  A. y  e.  B  A. h  e.  ( x H y ) ( ( a `
 y ) (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } )  e.  _V
3733, 34, 36ovmpt2a 6446 . . 3  |-  ( ( C  e.  Cat  /\  D  e.  Cat )  ->  ( C Nat  D )  =  ( f  e.  ( C  Func  D
) ,  g  e.  ( C  Func  D
)  |->  [_ ( 1st `  f
)  /  r ]_ [_ ( 1st `  g
)  /  s ]_ { a  e.  X_ x  e.  B  (
( r `  x
) J ( s `
 x ) )  |  A. x  e.  B  A. y  e.  B  A. h  e.  ( x H y ) ( ( a `
 y ) (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } ) )
3834mpt2ndm0 6529 . . . 4  |-  ( -.  ( C  e.  Cat  /\  D  e.  Cat )  ->  ( C Nat  D )  =  (/) )
39 funcrcl 15846 . . . . . . . 8  |-  ( f  e.  ( C  Func  D )  ->  ( C  e.  Cat  /\  D  e. 
Cat ) )
4039con3i 142 . . . . . . 7  |-  ( -.  ( C  e.  Cat  /\  D  e.  Cat )  ->  -.  f  e.  ( C  Func  D )
)
4140eq0rdv 3773 . . . . . 6  |-  ( -.  ( C  e.  Cat  /\  D  e.  Cat )  ->  ( C  Func  D
)  =  (/) )
42 mpt2eq12 6370 . . . . . 6  |-  ( ( ( C  Func  D
)  =  (/)  /\  ( C  Func  D )  =  (/) )  ->  ( f  e.  ( C  Func  D ) ,  g  e.  ( C  Func  D
)  |->  [_ ( 1st `  f
)  /  r ]_ [_ ( 1st `  g
)  /  s ]_ { a  e.  X_ x  e.  B  (
( r `  x
) J ( s `
 x ) )  |  A. x  e.  B  A. y  e.  B  A. h  e.  ( x H y ) ( ( a `
 y ) (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } )  =  ( f  e.  (/) ,  g  e.  (/)  |->  [_ ( 1st `  f
)  /  r ]_ [_ ( 1st `  g
)  /  s ]_ { a  e.  X_ x  e.  B  (
( r `  x
) J ( s `
 x ) )  |  A. x  e.  B  A. y  e.  B  A. h  e.  ( x H y ) ( ( a `
 y ) (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } ) )
4341, 41, 42syl2anc 673 . . . . 5  |-  ( -.  ( C  e.  Cat  /\  D  e.  Cat )  ->  ( f  e.  ( C  Func  D ) ,  g  e.  ( C  Func  D )  |->  [_ ( 1st `  f )  /  r ]_ [_ ( 1st `  g )  / 
s ]_ { a  e.  X_ x  e.  B  ( ( r `  x ) J ( s `  x ) )  |  A. x  e.  B  A. y  e.  B  A. h  e.  ( x H y ) ( ( a `
 y ) (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } )  =  ( f  e.  (/) ,  g  e.  (/)  |->  [_ ( 1st `  f
)  /  r ]_ [_ ( 1st `  g
)  /  s ]_ { a  e.  X_ x  e.  B  (
( r `  x
) J ( s `
 x ) )  |  A. x  e.  B  A. y  e.  B  A. h  e.  ( x H y ) ( ( a `
 y ) (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } ) )
44 mpt20 6380 . . . . 5  |-  ( f  e.  (/) ,  g  e.  (/)  |->  [_ ( 1st `  f
)  /  r ]_ [_ ( 1st `  g
)  /  s ]_ { a  e.  X_ x  e.  B  (
( r `  x
) J ( s `
 x ) )  |  A. x  e.  B  A. y  e.  B  A. h  e.  ( x H y ) ( ( a `
 y ) (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } )  =  (/)
4543, 44syl6eq 2521 . . . 4  |-  ( -.  ( C  e.  Cat  /\  D  e.  Cat )  ->  ( f  e.  ( C  Func  D ) ,  g  e.  ( C  Func  D )  |->  [_ ( 1st `  f )  /  r ]_ [_ ( 1st `  g )  / 
s ]_ { a  e.  X_ x  e.  B  ( ( r `  x ) J ( s `  x ) )  |  A. x  e.  B  A. y  e.  B  A. h  e.  ( x H y ) ( ( a `
 y ) (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } )  =  (/) )
4638, 45eqtr4d 2508 . . 3  |-  ( -.  ( C  e.  Cat  /\  D  e.  Cat )  ->  ( C Nat  D )  =  ( f  e.  ( C  Func  D
) ,  g  e.  ( C  Func  D
)  |->  [_ ( 1st `  f
)  /  r ]_ [_ ( 1st `  g
)  /  s ]_ { a  e.  X_ x  e.  B  (
( r `  x
) J ( s `
 x ) )  |  A. x  e.  B  A. y  e.  B  A. h  e.  ( x H y ) ( ( a `
 y ) (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } ) )
4737, 46pm2.61i 169 . 2  |-  ( C Nat 
D )  =  ( f  e.  ( C 
Func  D ) ,  g  e.  ( C  Func  D )  |->  [_ ( 1st `  f
)  /  r ]_ [_ ( 1st `  g
)  /  s ]_ { a  e.  X_ x  e.  B  (
( r `  x
) J ( s `
 x ) )  |  A. x  e.  B  A. y  e.  B  A. h  e.  ( x H y ) ( ( a `
 y ) (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } )
481, 47eqtri 2493 1  |-  N  =  ( f  e.  ( C  Func  D ) ,  g  e.  ( C  Func  D )  |->  [_ ( 1st `  f )  /  r ]_ [_ ( 1st `  g )  / 
s ]_ { a  e.  X_ x  e.  B  ( ( r `  x ) J ( s `  x ) )  |  A. x  e.  B  A. y  e.  B  A. h  e.  ( x H y ) ( ( a `
 y ) (
<. ( r `  x
) ,  ( r `
 y ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( ( x ( 2nd `  f
) y ) `  h ) )  =  ( ( ( x ( 2nd `  g
) y ) `  h ) ( <.
( r `  x
) ,  ( s `
 x ) >.  .x.  ( s `  y
) ) ( a `
 x ) ) } )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    /\ wa 376    = wceq 1452    e. wcel 1904   A.wral 2756   {crab 2760   [_csb 3349   (/)c0 3722   <.cop 3965   ` cfv 5589  (class class class)co 6308    |-> cmpt2 6310   1stc1st 6810   2ndc2nd 6811   X_cixp 7540   Basecbs 15199   Hom chom 15279  compcco 15280   Catccat 15648    Func cfunc 15837   Nat cnat 15924
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1677  ax-4 1690  ax-5 1766  ax-6 1813  ax-7 1859  ax-8 1906  ax-9 1913  ax-10 1932  ax-11 1937  ax-12 1950  ax-13 2104  ax-ext 2451  ax-rep 4508  ax-sep 4518  ax-nul 4527  ax-pow 4579  ax-pr 4639  ax-un 6602
This theorem depends on definitions:  df-bi 190  df-or 377  df-an 378  df-3an 1009  df-tru 1455  df-ex 1672  df-nf 1676  df-sb 1806  df-eu 2323  df-mo 2324  df-clab 2458  df-cleq 2464  df-clel 2467  df-nfc 2601  df-ne 2643  df-ral 2761  df-rex 2762  df-reu 2763  df-rab 2765  df-v 3033  df-sbc 3256  df-csb 3350  df-dif 3393  df-un 3395  df-in 3397  df-ss 3404  df-nul 3723  df-if 3873  df-pw 3944  df-sn 3960  df-pr 3962  df-op 3966  df-uni 4191  df-iun 4271  df-br 4396  df-opab 4455  df-mpt 4456  df-id 4754  df-xp 4845  df-rel 4846  df-cnv 4847  df-co 4848  df-dm 4849  df-rn 4850  df-res 4851  df-ima 4852  df-iota 5553  df-fun 5591  df-fn 5592  df-f 5593  df-f1 5594  df-fo 5595  df-f1o 5596  df-fv 5597  df-ov 6311  df-oprab 6312  df-mpt2 6313  df-1st 6812  df-2nd 6813  df-ixp 7541  df-func 15841  df-nat 15926
This theorem is referenced by:  isnat  15930  natffn  15932  natrcl  15933  wunnat  15939  natpropd  15959
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