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 50018
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 17932 . . . 4 (𝐶 Func 𝐷) = (Base‘𝑄)
32a1i 11 . . 3 (𝜑 → (𝐶 Func 𝐷) = (Base‘𝑄))
4 eqid 2737 . . . . 5 (𝐶 Nat 𝐷) = (𝐶 Nat 𝐷)
51, 4fuchom 17933 . . . 4 (𝐶 Nat 𝐷) = (Hom ‘𝑄)
65a1i 11 . . 3 (𝜑 → (𝐶 Nat 𝐷) = (Hom ‘𝑄))
7 simprl 771 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → 𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))
84, 7nat1st2nd 17923 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → 𝑎 ∈ (⟨(1st𝑓), (2nd𝑓)⟩(𝐶 Nat 𝐷)⟨(1st𝑔), (2nd𝑔)⟩))
9 eqid 2737 . . . . . . . 8 (Base‘𝐶) = (Base‘𝐶)
104, 8, 9natfn 17926 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → 𝑎 Fn (Base‘𝐶))
11 simprr 773 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))
124, 11nat1st2nd 17923 . . . . . . . 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 17926 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → 𝑏 Fn (Base‘𝐶))
14 eqid 2737 . . . . . . . . . 10 (Base‘𝐷) = (Base‘𝐷)
154, 8natrcl2 49701 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → (1st𝑓)(𝐶 Func 𝐷)(2nd𝑓))
169, 14, 15funcf1 17835 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → (1st𝑓):(Base‘𝐶)⟶(Base‘𝐷))
1716ffvelcdmda 7038 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐶)) → ((1st𝑓)‘𝑥) ∈ (Base‘𝐷))
184, 8natrcl3 49702 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → (1st𝑔)(𝐶 Func 𝐷)(2nd𝑔))
199, 14, 18funcf1 17835 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → (1st𝑔):(Base‘𝐶)⟶(Base‘𝐷))
2019ffvelcdmda 7038 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐶)) → ((1st𝑔)‘𝑥) ∈ (Base‘𝐷))
218adantr 480 . . . . . . . . 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 2737 . . . . . . . . 9 (Hom ‘𝐷) = (Hom ‘𝐷)
23 simpr 484 . . . . . . . . 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 17925 . . . . . . . 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 480 . . . . . . . . 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 17925 . . . . . . . 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 727 . . . . . . . 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 49903 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐶)) → (𝑎𝑥) = (𝑏𝑥))
3010, 13, 29eqfnfvd 6988 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ∧ 𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))) → 𝑎 = 𝑏)
3130ralrimivva 3181 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔)∀𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔)𝑎 = 𝑏)
32 moel 3363 . . . . 5 (∃*𝑎 𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔) ↔ ∀𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔)∀𝑏 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔)𝑎 = 𝑏)
3331, 32sylibr 234 . . . 4 (𝜑 → ∃*𝑎 𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))
3433adantr 480 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑓 ∈ (𝐶 Func 𝐷) ∧ 𝑔 ∈ (𝐶 Func 𝐷))) → ∃*𝑎 𝑎 ∈ (𝑓(𝐶 Nat 𝐷)𝑔))
35 funcsn.f . . . . . . . 8 (𝜑𝐹𝑉)
36 snidg 4605 . . . . . . . 8 (𝐹𝑉𝐹 ∈ {𝐹})
3735, 36syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝐹 ∈ {𝐹})
38 funcsn.c . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐶 Func 𝐷) = {𝐹})
3937, 38eleqtrrd 2840 . . . . . 6 (𝜑𝐹 ∈ (𝐶 Func 𝐷))
4039func1st2nd 49553 . . . . 5 (𝜑 → (1st𝐹)(𝐶 Func 𝐷)(2nd𝐹))
4140funcrcl2 49556 . . . 4 (𝜑𝐶 ∈ Cat)
4227thinccd 49900 . . . 4 (𝜑𝐷 ∈ Cat)
431, 41, 42fuccat 17942 . . 3 (𝜑𝑄 ∈ Cat)
443, 6, 34, 43isthincd 49913 . 2 (𝜑𝑄 ∈ ThinCat)
45 sneq 4578 . . . 4 (𝑓 = 𝐹 → {𝑓} = {𝐹})
4645eqeq2d 2748 . . 3 (𝑓 = 𝐹 → ((𝐶 Func 𝐷) = {𝑓} ↔ (𝐶 Func 𝐷) = {𝐹}))
4735, 38, 46spcedv 3541 . 2 (𝜑 → ∃𝑓(𝐶 Func 𝐷) = {𝑓})
482istermc 49951 . 2 (𝑄 ∈ TermCat ↔ (𝑄 ∈ ThinCat ∧ ∃𝑓(𝐶 Func 𝐷) = {𝑓}))
4944, 47, 48sylanbrc 584 1 (𝜑𝑄 ∈ TermCat)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1542  wex 1781  wcel 2114  ∃*wmo 2538  wral 3052  {csn 4568  cop 4574  cfv 6500  (class class class)co 7369  1st c1st 7942  2nd c2nd 7943  Basecbs 17181  Hom chom 17233   Func cfunc 17823   Nat cnat 17913   FuncCat cfuc 17914  ThinCatcthinc 49894  TermCatctermc 49949
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 2709  ax-rep 5213  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5308  ax-pr 5376  ax-un 7691  ax-cnex 11096  ax-resscn 11097  ax-1cn 11098  ax-icn 11099  ax-addcl 11100  ax-addrcl 11101  ax-mulcl 11102  ax-mulrcl 11103  ax-mulcom 11104  ax-addass 11105  ax-mulass 11106  ax-distr 11107  ax-i2m1 11108  ax-1ne0 11109  ax-1rid 11110  ax-rnegex 11111  ax-rrecex 11112  ax-cnre 11113  ax-pre-lttri 11114  ax-pre-lttrn 11115  ax-pre-ltadd 11116  ax-pre-mulgt0 11117
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 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-tp 4573  df-op 4575  df-uni 4852  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-riota 7326  df-ov 7372  df-oprab 7373  df-mpo 7374  df-om 7820  df-1st 7944  df-2nd 7945  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-1o 8407  df-er 8645  df-map 8777  df-ixp 8848  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-pnf 11183  df-mnf 11184  df-xr 11185  df-ltxr 11186  df-le 11187  df-sub 11381  df-neg 11382  df-nn 12177  df-2 12246  df-3 12247  df-4 12248  df-5 12249  df-6 12250  df-7 12251  df-8 12252  df-9 12253  df-n0 12440  df-z 12527  df-dec 12647  df-uz 12791  df-fz 13464  df-struct 17119  df-slot 17154  df-ndx 17166  df-base 17182  df-hom 17246  df-cco 17247  df-cat 17636  df-cid 17637  df-func 17827  df-nat 17915  df-fuc 17916  df-thinc 49895  df-termc 49950
This theorem is referenced by:  fucterm  50019
  Copyright terms: Public domain W3C validator