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Description: The only hom-set of the category built from a monoid is the base set of the monoid. (Contributed by Zhi Wang, 22-Sep-2024) (Proof shortened by Zhi Wang, 22-Oct-2025)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Hypotheses | mndtcbas.c | ⊢ ( 𝜑 → 𝐶 = ( MndToCat ‘ 𝑀 ) ) | |
| mndtcbas.m | ⊢ ( 𝜑 → 𝑀 ∈ Mnd ) | ||
| mndtcbas.b | ⊢ ( 𝜑 → 𝐵 = ( Base ‘ 𝐶 ) ) | ||
| mndtchom.x | ⊢ ( 𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵 ) | ||
| mndtchom.y | ⊢ ( 𝜑 → 𝑌 ∈ 𝐵 ) | ||
| mndtchom.h | ⊢ ( 𝜑 → 𝐻 = ( Hom ‘ 𝐶 ) ) | ||
| Assertion | mndtchom | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑋 𝐻 𝑌 ) = ( Base ‘ 𝑀 ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | mndtcbas.c | ⊢ ( 𝜑 → 𝐶 = ( MndToCat ‘ 𝑀 ) ) | |
| 2 | mndtcbas.m | ⊢ ( 𝜑 → 𝑀 ∈ Mnd ) | |
| 3 | mndtcbas.b | ⊢ ( 𝜑 → 𝐵 = ( Base ‘ 𝐶 ) ) | |
| 4 | mndtchom.x | ⊢ ( 𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵 ) | |
| 5 | mndtchom.y | ⊢ ( 𝜑 → 𝑌 ∈ 𝐵 ) | |
| 6 | mndtchom.h | ⊢ ( 𝜑 → 𝐻 = ( Hom ‘ 𝐶 ) ) | |
| 7 | 1 2 | mndtcval | ⊢ ( 𝜑 → 𝐶 = { 〈 ( Base ‘ ndx ) , { 𝑀 } 〉 , 〈 ( Hom ‘ ndx ) , { 〈 𝑀 , 𝑀 , ( Base ‘ 𝑀 ) 〉 } 〉 , 〈 ( comp ‘ ndx ) , { 〈 〈 𝑀 , 𝑀 , 𝑀 〉 , ( +g ‘ 𝑀 ) 〉 } 〉 } ) |
| 8 | catstr | ⊢ { 〈 ( Base ‘ ndx ) , { 𝑀 } 〉 , 〈 ( Hom ‘ ndx ) , { 〈 𝑀 , 𝑀 , ( Base ‘ 𝑀 ) 〉 } 〉 , 〈 ( comp ‘ ndx ) , { 〈 〈 𝑀 , 𝑀 , 𝑀 〉 , ( +g ‘ 𝑀 ) 〉 } 〉 } Struct 〈 1 , ; 1 5 〉 | |
| 9 | homid | ⊢ Hom = Slot ( Hom ‘ ndx ) | |
| 10 | snsstp2 | ⊢ { 〈 ( Hom ‘ ndx ) , { 〈 𝑀 , 𝑀 , ( Base ‘ 𝑀 ) 〉 } 〉 } ⊆ { 〈 ( Base ‘ ndx ) , { 𝑀 } 〉 , 〈 ( Hom ‘ ndx ) , { 〈 𝑀 , 𝑀 , ( Base ‘ 𝑀 ) 〉 } 〉 , 〈 ( comp ‘ ndx ) , { 〈 〈 𝑀 , 𝑀 , 𝑀 〉 , ( +g ‘ 𝑀 ) 〉 } 〉 } | |
| 11 | snex | ⊢ { 〈 𝑀 , 𝑀 , ( Base ‘ 𝑀 ) 〉 } ∈ V | |
| 12 | 11 | a1i | ⊢ ( 𝜑 → { 〈 𝑀 , 𝑀 , ( Base ‘ 𝑀 ) 〉 } ∈ V ) |
| 13 | eqid | ⊢ ( Hom ‘ 𝐶 ) = ( Hom ‘ 𝐶 ) | |
| 14 | 7 8 9 10 12 13 | strfv3 | ⊢ ( 𝜑 → ( Hom ‘ 𝐶 ) = { 〈 𝑀 , 𝑀 , ( Base ‘ 𝑀 ) 〉 } ) |
| 15 | 6 14 | eqtrd | ⊢ ( 𝜑 → 𝐻 = { 〈 𝑀 , 𝑀 , ( Base ‘ 𝑀 ) 〉 } ) |
| 16 | 1 2 3 4 | mndtcob | ⊢ ( 𝜑 → 𝑋 = 𝑀 ) |
| 17 | 1 2 3 5 | mndtcob | ⊢ ( 𝜑 → 𝑌 = 𝑀 ) |
| 18 | 15 16 17 | oveq123d | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑋 𝐻 𝑌 ) = ( 𝑀 { 〈 𝑀 , 𝑀 , ( Base ‘ 𝑀 ) 〉 } 𝑀 ) ) |
| 19 | fvex | ⊢ ( Base ‘ 𝑀 ) ∈ V | |
| 20 | 19 | ovsn2 | ⊢ ( 𝑀 { 〈 𝑀 , 𝑀 , ( Base ‘ 𝑀 ) 〉 } 𝑀 ) = ( Base ‘ 𝑀 ) |
| 21 | 18 20 | eqtrdi | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑋 𝐻 𝑌 ) = ( Base ‘ 𝑀 ) ) |