Theorem diagcic 50893

Description: Any category 𝐶 is isomorphic to the category of functors from a terminal category to 𝐶. See also the "Properties" section of https://ncatlab.org/nlab/show/terminal+category. Therefore the number of categories isomorphic to a non-empty category is at least the number of singletons, so large (snnex 7799) that these isomorphic categories form a proper class. (Contributed by Zhi Wang, 21-Oct-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
diagffth.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ Cat)
diagffth.d	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ TermCat)
diagffth.q	⊢ 𝑄 = (𝐷 FuncCat 𝐶)
diagciso.e	⊢ 𝐸 = (CatCat‘𝑈)
diagciso.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝑉)
diagciso.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑈)
diagciso.1	⊢ (𝜑 → 𝑄 ∈ 𝑈)

Assertion

Ref	Expression
diagcic	⊢ (𝜑 → 𝐶( ≃𝑐 ‘𝐸)𝑄)

Proof of Theorem diagcic

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2763	. 2 ⊢ (Iso‘𝐸) = (Iso‘𝐸)
2		eqid 2763	. 2 ⊢ (Base‘𝐸) = (Base‘𝐸)
3		diagciso.u	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ 𝑉)
4		diagciso.e	. . . 4 ⊢ 𝐸 = (CatCat‘𝑈)
5	4	catccat 18315	. . 3 ⊢ (𝑈 ∈ 𝑉 → 𝐸 ∈ Cat)
6	3, 5	syl 18	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ Cat)
7		diagciso.c	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑈)
8		diagffth.c	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ Cat)
9	7, 8	elind 4100	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (𝑈 ∩ Cat))
10	4, 2, 3	catcbas 18308	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝐸) = (𝑈 ∩ Cat))
11	9, 10	eleqtrrd 2867	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (Base‘𝐸))
12		diagciso.1	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑄 ∈ 𝑈)
13		diagffth.q	. . . . 5 ⊢ 𝑄 = (𝐷 FuncCat 𝐶)
14		diagffth.d	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ TermCat)
15	14	termccatd 50829	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ Cat)
16	13, 15, 8	fuccat 18180	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑄 ∈ Cat)
17	12, 16	elind 4100	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑄 ∈ (𝑈 ∩ Cat))
18	17, 10	eleqtrrd 2867	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑄 ∈ (Base‘𝐸))
19		eqid 2763	. . 3 ⊢ (𝐶Δfunc𝐷) = (𝐶Δfunc𝐷)
20	8, 14, 13, 4, 3, 7, 12, 1, 19	diagciso 50892	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐶Δfunc𝐷) ∈ (𝐶(Iso‘𝐸)𝑄))
21	1, 2, 6, 11, 18, 20	brcici 18007	1 ⊢ (𝜑 → 𝐶( ≃𝑐 ‘𝐸)𝑄)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ∩ cin 4092   class class class wbr 5106  ‘cfv 6561  (class class class)co 7446  Basecbs 17419  Catccat 17870  Isociso 17953   ≃_𝑐 ccic 18002   FuncCat cfuc 18152  CatCatccatc 18305  Δ_funccdiag 18418  TermCatctermc 50822

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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5264  ax-pow 5332  ax-pr 5396  ax-un 7778  ax-cnex 11286  ax-resscn 11287  ax-1cn 11288  ax-icn 11289  ax-addcl 11290  ax-addrcl 11291  ax-mulcl 11292  ax-mulrcl 11293  ax-mulcom 11294  ax-addass 11295  ax-mulass 11296  ax-distr 11297  ax-i2m1 11298  ax-1ne0 11299  ax-1rid 11300  ax-rnegex 11301  ax-rrecex 11302  ax-cnre 11303  ax-pre-lttri 11304  ax-pre-lttrn 11305  ax-pre-ltadd 11306  ax-pre-mulgt0 11307

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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5551  df-eprel 5556  df-po 5564  df-so 5565  df-fr 5609  df-we 5611  df-xp 5662  df-rel 5663  df-cnv 5664  df-co 5665  df-dm 5666  df-rn 5667  df-res 5668  df-ima 5669  df-pred 6325  df-ord 6386  df-on 6387  df-lim 6388  df-suc 6389  df-iota 6515  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7403  df-ov 7449  df-oprab 7450  df-mpo 7451  df-om 7905  df-1st 8028  df-2nd 8029  df-supp 8208  df-frecs 8330  df-wrecs 8361  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8507  df-er 8748  df-map 8880  df-ixp 8957  df-en 9005  df-dom 9006  df-sdom 9007  df-fin 9008  df-pnf 11375  df-mnf 11376  df-xr 11377  df-ltxr 11378  df-le 11379  df-sub 11573  df-neg 11574  df-nn 12366  df-2 12435  df-3 12436  df-4 12437  df-5 12438  df-6 12439  df-7 12440  df-8 12441  df-9 12442  df-n0 12637  df-z 12724  df-dec 12845  df-uz 12996  df-fz 13670  df-struct 17357  df-slot 17392  df-ndx 17404  df-base 17420  df-hom 17484  df-cco 17485  df-cat 17874  df-cid 17875  df-sect 17954  df-inv 17955  df-iso 17956  df-cic 18003  df-func 18065  df-idfu 18066  df-cofu 18067  df-full 18113  df-fth 18114  df-nat 18153  df-fuc 18154  df-catc 18306  df-xpc 18378  df-1stf 18379  df-curf 18420  df-diag 18422  df-thinc 50768  df-termc 50823

This theorem is used by: (None)