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 50147
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 50009). (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 50131 . . 3 ((𝐶 Colimit 𝐷)‘𝐹) = ((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)
21breqi 5091 . 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 49660 . . . . . 6 ((𝜑𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑋(⟨(1st ‘(𝐶Δfunc𝐷)), (2nd ‘(𝐶Δfunc𝐷))⟩(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀)
5 eqid 2736 . . . . . . 7 (𝐷 FuncCat 𝐶) = (𝐷 FuncCat 𝐶)
65fucbas 17930 . . . . . 6 (𝐷 Func 𝐶) = (Base‘(𝐷 FuncCat 𝐶))
74, 6uprcl3 49665 . . . . 5 ((𝜑𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶))
8 eqid 2736 . . . . . 6 (Base‘𝐶) = (Base‘𝐶)
94, 8uprcl4 49666 . . . . 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 49660 . . . . . 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 49665 . . . . 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 2736 . . . . . . . . . . 11 ( 1 FuncCat 𝐶) = ( 1 FuncCat 𝐶)
1716fucbas 17930 . . . . . . . . . 10 ( 1 Func 𝐶) = (Base‘( 1 FuncCat 𝐶))
1812, 17uprcl4 49666 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑌 ∈ ( 1 Func 𝐶))
19 relfunc 17829 . . . . . . . . 9 Rel ( 1 Func 𝐶)
2018, 19oppfrcllem 49602 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑌 ≠ ∅)
2115, 20eqnetrrd 3000 . . . . . . 7 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → ((1st𝐿)‘𝑋) ≠ ∅)
22 fvfundmfvn0 6880 . . . . . . . 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 49551 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → (1st𝐹)(𝐷 Func 𝐶)(2nd𝐹))
2928funcrcl3 49555 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → 𝐶 ∈ Cat)
30 lmdran.l . . . . . . . . . 10 𝐿 = (𝐶Δfunc 1 )
318, 26, 29, 30diag1f1o 50009 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → (1st𝐿):(Base‘𝐶)–1-1-onto→( 1 Func 𝐶))
32 f1of 6780 . . . . . . . . 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 6678 . . . . . . 7 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → dom (1st𝐿) = (Base‘𝐶))
3513, 34syldan 592 . . . . . 6 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → dom (1st𝐿) = (Base‘𝐶))
3624, 35eleqtrd 2838 . . . . 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 2736 . . . . . 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 718 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → 𝐶 ∈ Cat)
43 eqidd 2737 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺) = (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺))
4430, 39, 41, 42, 43prcofdiag 49869 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → ((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺) ∘func 𝐿) = (𝐶Δfunc𝐷))
45 simprr 773 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))
4616, 42, 5, 41prcoffunca 49861 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺) ∈ (( 1 FuncCat 𝐶) Func (𝐷 FuncCat 𝐶)))
4729, 26, 16, 30diagffth 50013 . . . . . 6 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → 𝐿 ∈ ((𝐶 Full ( 1 FuncCat 𝐶)) ∩ (𝐶 Faith ( 1 FuncCat 𝐶))))
4847adantrr 718 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → 𝐿 ∈ ((𝐶 Full ( 1 FuncCat 𝐶)) ∩ (𝐶 Faith ( 1 FuncCat 𝐶))))
49 f1ofo 6787 . . . . . . 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 718 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → (1st𝐿):(Base‘𝐶)–onto→( 1 Func 𝐶))
528, 17, 38, 44, 45, 46, 48, 51uptr2a 49697 . . . 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 840 . . 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 2736 . . . . . 6 (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺) = (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)
5516, 5, 54lanval2 50102 . . . . 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 5096 . . 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 1542  wcel 2114  wne 2932  cin 3888  c0 4273  {csn 4567  cop 4573   class class class wbr 5085  dom cdm 5631  cres 5633  Fun wfun 6492  wf 6494  ontowfo 6496  1-1-ontowf1o 6497  cfv 6498  (class class class)co 7367  1st c1st 7940  2nd c2nd 7941  Basecbs 17179  Catccat 17630   Func cfunc 17821   Full cful 17871   Faith cfth 17872   FuncCat cfuc 17912  Δfunccdiag 18178   UP cup 49648   −∘F cprcof 49848  TermCatctermc 49947   Lan clan 50080   Colimit ccmd 50119
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3062  df-rmo 3342  df-reu 3343  df-rab 3390  df-v 3431  df-sbc 3729  df-csb 3838  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3909  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-uni 4851  df-iun 4935  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-tr 5193  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 6265  df-ord 6326  df-on 6327  df-lim 6328  df-suc 6329  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fn 6501  df-f 6502  df-f1 6503  df-fo 6504  df-f1o 6505  df-fv 6506  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-om 7818  df-1st 7942  df-2nd 7943  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-1o 8405  df-er 8643  df-map 8775  df-ixp 8846  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-fin 8897  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-nn 12175  df-2 12244  df-3 12245  df-4 12246  df-5 12247  df-6 12248  df-7 12249  df-8 12250  df-9 12251  df-n0 12438  df-z 12525  df-dec 12645  df-uz 12789  df-fz 13462  df-struct 17117  df-slot 17152  df-ndx 17164  df-base 17180  df-hom 17244  df-cco 17245  df-cat 17634  df-cid 17635  df-func 17825  df-cofu 17827  df-full 17873  df-fth 17874  df-nat 17913  df-fuc 17914  df-xpc 18138  df-1stf 18139  df-curf 18180  df-diag 18182  df-up 49649  df-swapf 49735  df-fuco 49792  df-prcof 49849  df-thinc 49893  df-termc 49948  df-lan 50082  df-cmd 50121
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator