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 50509
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 50371). (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 50493 . . 3 ((𝐶 Colimit 𝐷)‘𝐹) = ((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)
21breqi 5117 . 2 (𝑋((𝐶 Colimit 𝐷)‘𝐹)𝑀𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀)
3 simpr 490 . . . . . . 7 ((𝜑𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀)
43up1st2nd 50022 . . . . . 6 ((𝜑𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑋(⟨(1st ‘(𝐶Δfunc𝐷)), (2nd ‘(𝐶Δfunc𝐷))⟩(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀)
5 eqid 2765 . . . . . . 7 (𝐷 FuncCat 𝐶) = (𝐷 FuncCat 𝐶)
65fucbas 18044 . . . . . 6 (𝐷 Func 𝐶) = (Base‘(𝐷 FuncCat 𝐶))
74, 6uprcl3 50027 . . . . 5 ((𝜑𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶))
8 eqid 2765 . . . . . 6 (Base‘𝐶) = (Base‘𝐶)
94, 8uprcl4 50028 . . . . 5 ((𝜑𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))
107, 9jca 521 . . . 4 ((𝜑𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶)))
11 simpr 490 . . . . . . 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 50022 . . . . . 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 50027 . . . . 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 486 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑌 = ((1st𝐿)‘𝑋))
16 eqid 2765 . . . . . . . . . . 11 ( 1 FuncCat 𝐶) = ( 1 FuncCat 𝐶)
1716fucbas 18044 . . . . . . . . . 10 ( 1 Func 𝐶) = (Base‘( 1 FuncCat 𝐶))
1812, 17uprcl4 50028 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑌 ∈ ( 1 Func 𝐶))
19 relfunc 17943 . . . . . . . . 9 Rel ( 1 Func 𝐶)
2018, 19oppfrcllem 49964 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑌 ≠ ∅)
2115, 20eqnetrrd 3028 . . . . . . 7 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → ((1st𝐿)‘𝑋) ≠ ∅)
22 fvfundmfvn0 6925 . . . . . . . 8 (((1st𝐿)‘𝑋) ≠ ∅ → (𝑋 ∈ dom (1st𝐿) ∧ Fun ((1st𝐿) ↾ {𝑋})))
2322simpld 500 . . . . . . 7 (((1st𝐿)‘𝑋) ≠ ∅ → 𝑋 ∈ dom (1st𝐿))
2421, 23syl 18 . . . . . 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 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → 1 ∈ TermCat)
27 simpr 490 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → 𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶))
2827func1st2nd 49913 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → (1st𝐹)(𝐷 Func 𝐶)(2nd𝐹))
2928funcrcl3 49917 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → 𝐶 ∈ Cat)
30 lmdran.l . . . . . . . . . 10 𝐿 = (𝐶Δfunc 1 )
318, 26, 29, 30diag1f1o 50371 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → (1st𝐿):(Base‘𝐶)–1-1-onto→( 1 Func 𝐶))
32 f1of 6824 . . . . . . . . 9 ((1st𝐿):(Base‘𝐶)–1-1-onto→( 1 Func 𝐶) → (1st𝐿):(Base‘𝐶)⟶( 1 Func 𝐶))
3331, 32syl 18 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → (1st𝐿):(Base‘𝐶)⟶( 1 Func 𝐶))
3433fdmd 6720 . . . . . . 7 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → dom (1st𝐿) = (Base‘𝐶))
3513, 34syldan 603 . . . . . 6 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → dom (1st𝐿) = (Base‘𝐶))
3624, 35eleqtrd 2867 . . . . 5 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))
3713, 36jca 521 . . . 4 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶)))
3814adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → 𝑌 = ((1st𝐿)‘𝑋))
39 eqid 2765 . . . . . 6 (𝐶Δfunc𝐷) = (𝐶Δfunc𝐷)
40 lmdran.g . . . . . . 7 (𝜑𝐺 ∈ (𝐷 Func 1 ))
4140adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → 𝐺 ∈ (𝐷 Func 1 ))
4229adantrr 730 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → 𝐶 ∈ Cat)
43 eqidd 2766 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺) = (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺))
4430, 39, 41, 42, 43prcofdiag 50231 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → ((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺) ∘func 𝐿) = (𝐶Δfunc𝐷))
45 simprr 785 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))
4616, 42, 5, 41prcoffunca 50223 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺) ∈ (( 1 FuncCat 𝐶) Func (𝐷 FuncCat 𝐶)))
4729, 26, 16, 30diagffth 50375 . . . . . 6 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → 𝐿 ∈ ((𝐶 Full ( 1 FuncCat 𝐶)) ∩ (𝐶 Faith ( 1 FuncCat 𝐶))))
4847adantrr 730 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → 𝐿 ∈ ((𝐶 Full ( 1 FuncCat 𝐶)) ∩ (𝐶 Faith ( 1 FuncCat 𝐶))))
49 f1ofo 6832 . . . . . . 7 ((1st𝐿):(Base‘𝐶)–1-1-onto→( 1 Func 𝐶) → (1st𝐿):(Base‘𝐶)–onto→( 1 Func 𝐶))
5031, 49syl 18 . . . . . 6 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → (1st𝐿):(Base‘𝐶)–onto→( 1 Func 𝐶))
5150adantrr 730 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → (1st𝐿):(Base‘𝐶)–onto→( 1 Func 𝐶))
528, 17, 38, 44, 45, 46, 48, 51uptr2a 50059 . . . 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 853 . . 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 2765 . . . . . 6 (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺) = (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)
5516, 5, 54lanval2 50464 . . . . 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 18 . . . 4 (𝜑 → (𝐺(⟨𝐷, 1 ⟩ Lan 𝐶)𝐹) = ((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹))
5756breqd 5122 . . 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 285 . 2 (𝜑 → (𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀𝑌(𝐺(⟨𝐷, 1 ⟩ Lan 𝐶)𝐹)𝑀))
592, 58bitrid 286 1 (𝜑 → (𝑋((𝐶 Colimit 𝐷)‘𝐹)𝑀𝑌(𝐺(⟨𝐷, 1 ⟩ Lan 𝐶)𝐹)𝑀))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wb 209  wa 401   = wceq 1570  wcel 2146  wne 2960  cin 3905  c0 4286  {csn 4591  cop 4597   class class class wbr 5111  dom cdm 5663  cres 5665  Fun wfun 6534  wf 6536  ontowfo 6538  1-1-ontowf1o 6539  cfv 6540  (class class class)co 7419  1st c1st 7990  2nd c2nd 7991  Basecbs 17293  Catccat 17744   Func cfunc 17935   Full cful 17985   Faith cfth 17986   FuncCat cfuc 18026  Δfunccdiag 18292   UP cup 50010   −∘F cprcof 50210  TermCatctermc 50309   Lan clan 50442   Colimit ccmd 50481
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-cnex 11173  ax-resscn 11174  ax-1cn 11175  ax-icn 11176  ax-addcl 11177  ax-addrcl 11178  ax-mulcl 11179  ax-mulrcl 11180  ax-mulcom 11181  ax-addass 11182  ax-mulass 11183  ax-distr 11184  ax-i2m1 11185  ax-1ne0 11186  ax-1rid 11187  ax-rnegex 11188  ax-rrecex 11189  ax-cnre 11190  ax-pre-lttri 11191  ax-pre-lttrn 11192  ax-pre-ltadd 11193  ax-pre-mulgt0 11194
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-er 8700  df-map 8832  df-ixp 8902  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-fin 8953  df-pnf 11262  df-mnf 11263  df-xr 11264  df-ltxr 11265  df-le 11266  df-sub 11460  df-neg 11461  df-nn 12251  df-2 12320  df-3 12321  df-4 12322  df-5 12323  df-6 12324  df-7 12325  df-8 12326  df-9 12327  df-n0 12522  df-z 12609  df-dec 12730  df-uz 12881  df-fz 13554  df-struct 17231  df-slot 17266  df-ndx 17278  df-base 17294  df-hom 17358  df-cco 17359  df-cat 17748  df-cid 17749  df-func 17939  df-cofu 17941  df-full 17987  df-fth 17988  df-nat 18027  df-fuc 18028  df-xpc 18252  df-1stf 18253  df-curf 18294  df-diag 18296  df-up 50011  df-swapf 50097  df-fuco 50154  df-prcof 50211  df-thinc 50255  df-termc 50310  df-lan 50444  df-cmd 50483
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator