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 49651
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 49513). (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 49635 . . 3 ((𝐶 Colimit 𝐷)‘𝐹) = ((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)
21breqi 5115 . 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 49164 . . . . . 6 ((𝜑𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑋(⟨(1st ‘(𝐶Δfunc𝐷)), (2nd ‘(𝐶Δfunc𝐷))⟩(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀)
5 eqid 2730 . . . . . . 7 (𝐷 FuncCat 𝐶) = (𝐷 FuncCat 𝐶)
65fucbas 17931 . . . . . 6 (𝐷 Func 𝐶) = (Base‘(𝐷 FuncCat 𝐶))
74, 6uprcl3 49169 . . . . 5 ((𝜑𝑋((𝐶Δfunc𝐷)(𝐶 UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶))
8 eqid 2730 . . . . . 6 (Base‘𝐶) = (Base‘𝐶)
94, 8uprcl4 49170 . . . . 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 49164 . . . . . 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 49169 . . . . 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 2730 . . . . . . . . . . 11 ( 1 FuncCat 𝐶) = ( 1 FuncCat 𝐶)
1716fucbas 17931 . . . . . . . . . 10 ( 1 Func 𝐶) = (Base‘( 1 FuncCat 𝐶))
1812, 17uprcl4 49170 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑌 ∈ ( 1 Func 𝐶))
19 relfunc 17830 . . . . . . . . 9 Rel ( 1 Func 𝐶)
2018, 19oppfrcllem 49106 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → 𝑌 ≠ ∅)
2115, 20eqnetrrd 2994 . . . . . . 7 ((𝜑𝑌((⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)(( 1 FuncCat 𝐶) UP (𝐷 FuncCat 𝐶))𝐹)𝑀) → ((1st𝐿)‘𝑋) ≠ ∅)
22 fvfundmfvn0 6903 . . . . . . . 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 49055 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → (1st𝐹)(𝐷 Func 𝐶)(2nd𝐹))
2928funcrcl3 49059 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → 𝐶 ∈ Cat)
30 lmdran.l . . . . . . . . . 10 𝐿 = (𝐶Δfunc 1 )
318, 26, 29, 30diag1f1o 49513 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶)) → (1st𝐿):(Base‘𝐶)–1-1-onto→( 1 Func 𝐶))
32 f1of 6802 . . . . . . . . 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 6700 . . . . . . 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 2831 . . . . 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 2730 . . . . . 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 2731 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺) = (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺))
4430, 39, 41, 42, 43prcofdiag 49373 . . . . 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 49365 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝐹 ∈ (𝐷 Func 𝐶) ∧ 𝑋 ∈ (Base‘𝐶))) → (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺) ∈ (( 1 FuncCat 𝐶) Func (𝐷 FuncCat 𝐶)))
4729, 26, 16, 30diagffth 49517 . . . . . 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 6809 . . . . . . 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 49201 . . . 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 2730 . . . . . 6 (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺) = (⟨ 1 , 𝐶⟩ −∘F 𝐺)
5516, 5, 54lanval2 49606 . . . . 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 5120 . . 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 2926  cin 3915  c0 4298  {csn 4591  cop 4597   class class class wbr 5109  dom cdm 5640  cres 5642  Fun wfun 6507  wf 6509  ontowfo 6511  1-1-ontowf1o 6512  cfv 6513  (class class class)co 7389  1st c1st 7968  2nd c2nd 7969  Basecbs 17185  Catccat 17631   Func cfunc 17822   Full cful 17872   Faith cfth 17873   FuncCat cfuc 17913  Δfunccdiag 18179   UP cup 49152   −∘F cprcof 49352  TermCatctermc 49451   Lan clan 49584   Colimit ccmd 49623
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 2702  ax-rep 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5263  ax-pow 5322  ax-pr 5389  ax-un 7713  ax-cnex 11130  ax-resscn 11131  ax-1cn 11132  ax-icn 11133  ax-addcl 11134  ax-addrcl 11135  ax-mulcl 11136  ax-mulrcl 11137  ax-mulcom 11138  ax-addass 11139  ax-mulass 11140  ax-distr 11141  ax-i2m1 11142  ax-1ne0 11143  ax-1rid 11144  ax-rnegex 11145  ax-rrecex 11146  ax-cnre 11147  ax-pre-lttri 11148  ax-pre-lttrn 11149  ax-pre-ltadd 11150  ax-pre-mulgt0 11151
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 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3356  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3756  df-csb 3865  df-dif 3919  df-un 3921  df-in 3923  df-ss 3933  df-pss 3936  df-nul 4299  df-if 4491  df-pw 4567  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4874  df-iun 4959  df-br 5110  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5535  df-eprel 5540  df-po 5548  df-so 5549  df-fr 5593  df-we 5595  df-xp 5646  df-rel 5647  df-cnv 5648  df-co 5649  df-dm 5650  df-rn 5651  df-res 5652  df-ima 5653  df-pred 6276  df-ord 6337  df-on 6338  df-lim 6339  df-suc 6340  df-iota 6466  df-fun 6515  df-fn 6516  df-f 6517  df-f1 6518  df-fo 6519  df-f1o 6520  df-fv 6521  df-riota 7346  df-ov 7392  df-oprab 7393  df-mpo 7394  df-om 7845  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8342  df-rdg 8380  df-1o 8436  df-er 8673  df-map 8803  df-ixp 8873  df-en 8921  df-dom 8922  df-sdom 8923  df-fin 8924  df-pnf 11216  df-mnf 11217  df-xr 11218  df-ltxr 11219  df-le 11220  df-sub 11413  df-neg 11414  df-nn 12188  df-2 12250  df-3 12251  df-4 12252  df-5 12253  df-6 12254  df-7 12255  df-8 12256  df-9 12257  df-n0 12449  df-z 12536  df-dec 12656  df-uz 12800  df-fz 13475  df-struct 17123  df-slot 17158  df-ndx 17170  df-base 17186  df-hom 17250  df-cco 17251  df-cat 17635  df-cid 17636  df-func 17826  df-cofu 17828  df-full 17874  df-fth 17875  df-nat 17914  df-fuc 17915  df-xpc 18139  df-1stf 18140  df-curf 18181  df-diag 18183  df-up 49153  df-swapf 49239  df-fuco 49296  df-prcof 49353  df-thinc 49397  df-termc 49452  df-lan 49586  df-cmd 49625
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator