Users' Mathboxes Mathbox for Zhi Wang < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  cmdlan Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cmdlan 49654
Description: To each colimit of a diagram there is a corresponding left Kan extention of the diagram along a functor to a terminal category. The morphism parts coincide, while the object parts are one-to-one correspondent (diag1f1o 49516). (Contributed by Zhi Wang, 26-Nov-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
lmdran.1 (𝜑1 ∈ TermCat)
lmdran.g (𝜑𝐺 ∈ (𝐷 Func 1 ))
lmdran.l 𝐿 = (𝐶Δfunc 1 )
lmdran.y (𝜑𝑌 = ((1st𝐿)‘𝑋))
Assertion
Ref Expression
cmdlan (𝜑 → (𝑋((𝐶 Colimit 𝐷)‘𝐹)𝑀𝑌(𝐺(⟨𝐷, 1 ⟩ Lan 𝐶)𝐹)𝑀))

Proof of Theorem cmdlan
StepHypRef Expression
1 cmdfval2 49638 . . 3 ((𝐶 Colimit 𝐷)‘𝐹) = ((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)
21breqi 5108 . 2 (𝑋((𝐶 Colimit 𝐷)‘𝐹)𝑀𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀)
3 simpr 484 . . . . . . 7 ((𝜑𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀)
43up1st2nd 49167 . . . . . 6 ((𝜑𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑋(⟨(1st ‘(𝐶Δfunc𝐷)), (2nd ‘(𝐶Δfunc𝐷))⟩(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀)
5 eqid 2729 . . . . . . 7 (𝐷 FuncCat 𝐶) = (𝐷 FuncCat 𝐶)
65fucbas 17905 . . . . . 6 (𝐷 Func 𝐶) = (Base‘(𝐷 FuncCat 𝐶))
74, 6uprcl3 49172 . . . . 5 ((𝜑𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶))
8 eqid 2729 . . . . . 6 (Base‘𝐶) = (Base‘𝐶)
94, 8uprcl4 49173 . . . . 5 ((𝜑𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))
107, 9jca 511 . . . 4 ((𝜑𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶)))
11 simpr 484 . . . . . . 7 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀)
1211up1st2nd 49167 . . . . . 6 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑌(⟨(1st ‘(⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)), (2nd ‘(⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺))⟩(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀)
1312, 6uprcl3 49172 . . . . 5 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶))
14 lmdran.y . . . . . . . . 9 (𝜑𝑌 = ((1st𝐿)‘𝑋))
1514adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑌 = ((1st𝐿)‘𝑋))
16 eqid 2729 . . . . . . . . . . 11 ( 1 FuncCat 𝐶) = ( 1 FuncCat 𝐶)
1716fucbas 17905 . . . . . . . . . 10 ( 1 Func 𝐶) = (Base‘( 1 FuncCat 𝐶))
1812, 17uprcl4 49173 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑌 ∈ ( 1 Func 𝐶))
19 relfunc 17804 . . . . . . . . 9 Rel ( 1 Func 𝐶)
2018, 19oppfrcllem 49109 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑌 ≠ ∅)
2115, 20eqnetrrd 2993 . . . . . . 7 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → ((1st𝐿)‘𝑋) ≠ ∅)
22 fvfundmfvn0 6883 . . . . . . . 8 (((1st𝐿)‘𝑋) ≠ ∅ → (𝑋 ∈ dom (1st𝐿) ∧ Fun ((1st𝐿) ↾ {𝑋})))
2322simpld 494 . . . . . . 7 (((1st𝐿)‘𝑋) ≠ ∅ → 𝑋 ∈ dom (1st𝐿))
2421, 23syl 17 . . . . . 6 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑋 ∈ dom (1st𝐿))
25 lmdran.1 . . . . . . . . . . 11 (𝜑1 ∈ TermCat)
2625adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → 1 ∈ TermCat)
27 simpr 484 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → 𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶))
2827func1st2nd 49058 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → (1st𝐹)(𝐷 Func 𝐶)(2nd𝐹))
2928funcrcl3 49062 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → 𝐶 ∈ Cat)
30 lmdran.l . . . . . . . . . 10 𝐿 = (𝐶Δfunc 1 )
318, 26, 29, 30diag1f1o 49516 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → (1st𝐿):(Base‘𝐶)–1-1-onto→( 1 Func 𝐶))
32 f1of 6782 . . . . . . . . 9 ((1st𝐿):(Base‘𝐶)–1-1-onto→( 1 Func 𝐶) → (1st𝐿):(Base‘𝐶)⟶( 1 Func 𝐶))
3331, 32syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → (1st𝐿):(Base‘𝐶)⟶( 1 Func 𝐶))
3433fdmd 6680 . . . . . . 7 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → dom (1st𝐿) = (Base‘𝐶))
3513, 34syldan 591 . . . . . 6 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → dom (1st𝐿) = (Base‘𝐶))
3624, 35eleqtrd 2830 . . . . 5 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))
3713, 36jca 511 . . . 4 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶)))
3814adantr 480 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → 𝑌 = ((1st𝐿)‘𝑋))
39 eqid 2729 . . . . . 6 (𝐶Δfunc𝐷) = (𝐶Δfunc𝐷)
40 lmdran.g . . . . . . 7 (𝜑𝐺 ∈ (𝐷 Func 1 ))
4140adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → 𝐺 ∈ (𝐷 Func 1 ))
4229adantrr 717 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → 𝐶 ∈ Cat)
43 eqidd 2730 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺) = (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺))
4430, 39, 41, 42, 43prcofdiag 49376 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → ((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺) ∘func 𝐿) = (𝐶Δfunc𝐷))
45 simprr 772 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))
4616, 42, 5, 41prcoffunca 49368 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺) ∈ (( 1 FuncCat 𝐶) Func (𝐷 FuncCat 𝐶)))
4729, 26, 16, 30diagffth 49520 . . . . . 6 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → 𝐿 ∈ ((𝐶 Full ( 1 FuncCat 𝐶)) ∩ (𝐶 Faith ( 1 FuncCat 𝐶))))
4847adantrr 717 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → 𝐿 ∈ ((𝐶 Full ( 1 FuncCat 𝐶)) ∩ (𝐶 Faith ( 1 FuncCat 𝐶))))
49 f1ofo 6789 . . . . . . 7 ((1st𝐿):(Base‘𝐶)–1-1-onto→( 1 Func 𝐶) → (1st𝐿):(Base‘𝐶)–onto→( 1 Func 𝐶))
5031, 49syl 17 . . . . . 6 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → (1st𝐿):(Base‘𝐶)–onto→( 1 Func 𝐶))
5150adantrr 717 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → (1st𝐿):(Base‘𝐶)–onto→( 1 Func 𝐶))
528, 17, 38, 44, 45, 46, 48, 51uptr2a 49204 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → (𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀))
5310, 37, 52bibiad 839 . . 3 (𝜑 → (𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀))
54 eqid 2729 . . . . . 6 (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺) = (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)
5516, 5, 54lanval2 49609 . . . . 5 (𝐺 ∈ (𝐷 Func 1 ) → (𝐺(⟨𝐷, 1 ⟩ Lan 𝐶)𝐹) = ((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹))
5640, 55syl 17 . . . 4 (𝜑 → (𝐺(⟨𝐷, 1 ⟩ Lan 𝐶)𝐹) = ((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹))
5756breqd 5113 . . 3 (𝜑 → (𝑌(𝐺(⟨𝐷, 1 ⟩ Lan 𝐶)𝐹)𝑀𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀))
5853, 57bitr4d 282 . 2 (𝜑 → (𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀𝑌(𝐺(⟨𝐷, 1 ⟩ Lan 𝐶)𝐹)𝑀))
592, 58bitrid 283 1 (𝜑 → (𝑋((𝐶 Colimit 𝐷)‘𝐹)𝑀𝑌(𝐺(⟨𝐷, 1 ⟩ Lan 𝐶)𝐹)𝑀))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1540  wcel 2109  wne 2925  cin 3910  c0 4292  {csn 4585  cop 4591   class class class wbr 5102  dom cdm 5631  cres 5633  Fun wfun 6493  wf 6495  ontowfo 6497  1-1-ontowf1o 6498  cfv 6499  (class class class)co 7369  1st c1st 7945  2nd c2nd 7946  Basecbs 17155  Catccat 17605   Func cfunc 17796   Full cful 17846   Faith cfth 17847   FuncCat cfuc 17887  Δfunccdiag 18153   UP cup 49155   −∘F cprcof 49355  TermCatctermc 49454   Lan clan 49587   Colimit ccmd 49626
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5229  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5315  ax-pr 5382  ax-un 7691  ax-cnex 11100  ax-resscn 11101  ax-1cn 11102  ax-icn 11103  ax-addcl 11104  ax-addrcl 11105  ax-mulcl 11106  ax-mulrcl 11107  ax-mulcom 11108  ax-addass 11109  ax-mulass 11110  ax-distr 11111  ax-i2m1 11112  ax-1ne0 11113  ax-1rid 11114  ax-rnegex 11115  ax-rrecex 11116  ax-cnre 11117  ax-pre-lttri 11118  ax-pre-lttrn 11119  ax-pre-ltadd 11120  ax-pre-mulgt0 11121
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3403  df-v 3446  df-sbc 3751  df-csb 3860  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3931  df-nul 4293  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4586  df-pr 4588  df-tp 4590  df-op 4592  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6262  df-ord 6323  df-on 6324  df-lim 6325  df-suc 6326  df-iota 6452  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-riota 7326  df-ov 7372  df-oprab 7373  df-mpo 7374  df-om 7823  df-1st 7947  df-2nd 7948  df-frecs 8237  df-wrecs 8268  df-recs 8317  df-rdg 8355  df-1o 8411  df-er 8648  df-map 8778  df-ixp 8848  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-pnf 11186  df-mnf 11187  df-xr 11188  df-ltxr 11189  df-le 11190  df-sub 11383  df-neg 11384  df-nn 12163  df-2 12225  df-3 12226  df-4 12227  df-5 12228  df-6 12229  df-7 12230  df-8 12231  df-9 12232  df-n0 12419  df-z 12506  df-dec 12626  df-uz 12770  df-fz 13445  df-struct 17093  df-slot 17128  df-ndx 17140  df-base 17156  df-hom 17220  df-cco 17221  df-cat 17609  df-cid 17610  df-func 17800  df-cofu 17802  df-full 17848  df-fth 17849  df-nat 17888  df-fuc 17889  df-xpc 18113  df-1stf 18114  df-curf 18155  df-diag 18157  df-up 49156  df-swapf 49242  df-fuco 49299  df-prcof 49356  df-thinc 49400  df-termc 49455  df-lan 49589  df-cmd 49628
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator