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

Theorem funcsn 50360
Description: The category of one functor to a thin category is terminal. (Contributed by Zhi Wang, 17-Nov-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
funcsn.q 𝑄 = (𝐶 FuncCat 𝐷)
funcsn.f (𝜑𝐹𝑉)
funcsn.c (𝜑 → (𝐶 Func 𝐷) = {𝐹})
funcsn.d (𝜑𝐷 ∈ ThinCat)
Assertion
Ref Expression
funcsn (𝜑𝑄 ∈ TermCat)

Proof of Theorem funcsn
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑓 𝑔 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 funcsn.q . . . . 5 𝑄 = (𝐶 FuncCat 𝐷)
21fucbas 18045 . . . 4 (𝐶 Func 𝐷) = (Base‘𝑄)
32a1i 11 . . 3 (𝜑 → (𝐶 Func 𝐷) = (Base‘𝑄))
4 eqid 2766 . . . . 5 (𝐶 Nat 𝐷) = (𝐶 Nat 𝐷)
51, 4fuchom 18046 . . . 4 (𝐶 Nat 𝐷) = (Hom ‘𝑄)
65a1i 11 . . 3 (𝜑 → (𝐶 Nat 𝐷) = (Hom ‘𝑄))
7 simprl 783 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → 𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))
84, 7nat1st2nd 18036 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → 𝑎 ∈ (⟨(1st𝑓), (2nd𝑓)⟩(𝐶 Nat 𝐷)⟨(1st𝑔), (2nd𝑔)⟩))
9 eqid 2766 . . . . . . . 8 (Base‘𝐶) = (Base‘𝐶)
104, 8, 9natfn 18039 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → 𝑎 Fn (Base‘𝐶))
11 simprr 785 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))
124, 11nat1st2nd 18036 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → 𝑏 ∈ (⟨(1st𝑓), (2nd𝑓)⟩(𝐶 Nat 𝐷)⟨(1st𝑔), (2nd𝑔)⟩))
134, 12, 9natfn 18039 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → 𝑏 Fn (Base‘𝐶))
14 eqid 2766 . . . . . . . . . 10 (Base‘𝐷) = (Base‘𝐷)
154, 8natrcl2 50043 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → (1st𝑓)(𝐶 Func 𝐷)(2nd𝑓))
169, 14, 15funcf1 17948 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → (1st𝑓):(Base‘𝐶)⟶(Base‘𝐷))
1716ffvelcdmda 7086 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐶)) → ((1st𝑓)‘𝑥) ∈ (Base‘𝐷))
184, 8natrcl3 50044 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → (1st𝑔)(𝐶 Func 𝐷)(2nd𝑔))
199, 14, 18funcf1 17948 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → (1st𝑔):(Base‘𝐶)⟶(Base‘𝐷))
2019ffvelcdmda 7086 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐶)) → ((1st𝑔)‘𝑥) ∈ (Base‘𝐷))
218adantr 486 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐶)) → 𝑎 ∈ (⟨(1st𝑓), (2nd𝑓)⟩(𝐶 Nat 𝐷)⟨(1st𝑔), (2nd𝑔)⟩))
22 eqid 2766 . . . . . . . . 9 (Hom ‘𝐷) = (Hom ‘𝐷)
23 simpr 490 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐶)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝐶))
244, 21, 9, 22, 23natcl 18038 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐶)) → (𝑎𝑥) ∈ (((1st𝑓)‘𝑥)(Hom ‘𝐷)((1st𝑔)‘𝑥)))
2512adantr 486 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐶)) → 𝑏 ∈ (⟨(1st𝑓), (2nd𝑓)⟩(𝐶 Nat 𝐷)⟨(1st𝑔), (2nd𝑔)⟩))
264, 25, 9, 22, 23natcl 18038 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐶)) → (𝑏𝑥) ∈ (((1st𝑓)‘𝑥)(Hom ‘𝐷)((1st𝑔)‘𝑥)))
27 funcsn.d . . . . . . . . 9 (𝜑𝐷 ∈ ThinCat)
2827ad2antrr 739 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐶)) → 𝐷 ∈ ThinCat)
2917, 20, 24, 26, 14, 22, 28thincmo2 50245 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐶)) → (𝑎𝑥) = (𝑏𝑥))
3010, 13, 29eqfnfvd 7035 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → 𝑎 = 𝑏)
3130ralrimivva 3211 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔)∀𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔)𝑎 = 𝑏)
32 moel 3392 . . . . 5 (∃*𝑎 𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ↔ ∀𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔)∀𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔)𝑎 = 𝑏)
3331, 32sylibr 237 . . . 4 (𝜑 → ∃*𝑎 𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))
3433adantr 486 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝐶 Func 𝐷) ∧ 𝑔 ∈ (𝐶 Func 𝐷))) → ∃*𝑎 𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))
35 funcsn.f . . . . . . . 8 (𝜑𝐹𝑉)
36 snidg 4631 . . . . . . . 8 (𝐹𝑉𝐹 ∈ {𝐹})
3735, 36syl 18 . . . . . . 7 (𝜑𝐹 ∈ {𝐹})
38 funcsn.c . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐶 Func 𝐷) = {𝐹})
3937, 38eleqtrrd 2869 . . . . . 6 (𝜑𝐹 ∈ (𝐶 Func 𝐷))
4039func1st2nd 49895 . . . . 5 (𝜑 → (1st𝐹)(𝐶 Func 𝐷)(2nd𝐹))
4140funcrcl2 49898 . . . 4 (𝜑𝐶 ∈ Cat)
4227thinccd 50242 . . . 4 (𝜑𝐷 ∈ Cat)
431, 41, 42fuccat 18055 . . 3 (𝜑𝑄 ∈ Cat)
443, 6, 34, 43isthincd 50255 . 2 (𝜑𝑄 ∈ ThinCat)
45 sneq 4604 . . . 4 (𝑓 = 𝐹 → {𝑓} = {𝐹})
4645eqeq2d 2777 . . 3 (𝑓 = 𝐹 → ((𝐶 Func 𝐷) = {𝑓} ↔ (𝐶 Func 𝐷) = {𝐹}))
4735, 38, 46spcedv 3560 . 2 (𝜑 → ∃𝑓(𝐶 Func 𝐷) = {𝑓})
482istermc 50293 . 2 (𝑄 ∈ TermCat ↔ (𝑄 ∈ ThinCat ∧ ∃𝑓(𝐶 Func 𝐷) = {𝑓}))
4944, 47, 48sylanbrc 595 1 (𝜑𝑄 ∈ TermCat)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 401   = wceq 1570  wex 1812  wcel 2146  ∃*wmo 2568  wral 3082  {csn 4594  cop 4600  cfv 6543  (class class class)co 7423  1st c1st 7993  2nd c2nd 7994  Basecbs 17294  Hom chom 17346   Func cfunc 17936   Nat cnat 18026   FuncCat cfuc 18027  ThinCatcthinc 50236  TermCatctermc 50291
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 2738  ax-rep 5243  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5341  ax-pr 5409  ax-un 7745  ax-cnex 11174  ax-resscn 11175  ax-1cn 11176  ax-icn 11177  ax-addcl 11178  ax-addrcl 11179  ax-mulcl 11180  ax-mulrcl 11181  ax-mulcom 11182  ax-addass 11183  ax-mulass 11184  ax-distr 11185  ax-i2m1 11186  ax-1ne0 11187  ax-1rid 11188  ax-rnegex 11189  ax-rrecex 11190  ax-cnre 11191  ax-pre-lttri 11192  ax-pre-lttrn 11193  ax-pre-ltadd 11194  ax-pre-mulgt0 11195
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 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-tp 4599  df-op 4601  df-uni 4878  df-iun 4963  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-tr 5224  df-id 5561  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-we 5621  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6309  df-ord 6370  df-on 6371  df-lim 6372  df-suc 6373  df-iota 6499  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7380  df-ov 7426  df-oprab 7427  df-mpo 7428  df-om 7872  df-1st 7995  df-2nd 7996  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-er 8703  df-map 8835  df-ixp 8905  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-pnf 11263  df-mnf 11264  df-xr 11265  df-ltxr 11266  df-le 11267  df-sub 11461  df-neg 11462  df-nn 12252  df-2 12321  df-3 12322  df-4 12323  df-5 12324  df-6 12325  df-7 12326  df-8 12327  df-9 12328  df-n0 12523  df-z 12610  df-dec 12730  df-uz 12881  df-fz 13554  df-struct 17232  df-slot 17267  df-ndx 17279  df-base 17295  df-hom 17359  df-cco 17360  df-cat 17749  df-cid 17750  df-func 17940  df-nat 18028  df-fuc 18029  df-thinc 50237  df-termc 50292
This theorem is used by:  fucterm  50361
  Copyright terms: Public domain W3C validator