Theorem invrcl 49958

Description: Reverse closure for inverse relations. (Contributed by Zhi Wang, 14-Nov-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
invrcl.n	⊢ 𝑁 = (Inv‘𝐶)
invrcl.f	⊢ (𝜑 → 𝐹(𝑋𝑁𝑌)𝐺)

Assertion

Ref	Expression
invrcl	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ Cat)

Proof of Theorem invrcl

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑐 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		invrcl.f	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐹(𝑋𝑁𝑌)𝐺)
2		df-br 5108	. . . . 5 ⊢ (𝐹(𝑋𝑁𝑌)𝐺 ↔ ⟨𝐹, 𝐺⟩ ∈ (𝑋𝑁𝑌))
3		df-ov 7420	. . . . . 6 ⊢ (𝑋𝑁𝑌) = (𝑁‘⟨𝑋, 𝑌⟩)
4	3	eleq2i 2854	. . . . 5 ⊢ (⟨𝐹, 𝐺⟩ ∈ (𝑋𝑁𝑌) ↔ ⟨𝐹, 𝐺⟩ ∈ (𝑁‘⟨𝑋, 𝑌⟩))
5	2, 4	bitri 278	. . . 4 ⊢ (𝐹(𝑋𝑁𝑌)𝐺 ↔ ⟨𝐹, 𝐺⟩ ∈ (𝑁‘⟨𝑋, 𝑌⟩))
6		elfvne0 49785	. . . 4 ⊢ (⟨𝐹, 𝐺⟩ ∈ (𝑁‘⟨𝑋, 𝑌⟩) → 𝑁 ≠ ∅)
7	5, 6	sylbi 220	. . 3 ⊢ (𝐹(𝑋𝑁𝑌)𝐺 → 𝑁 ≠ ∅)
8		invrcl.n	. . . . 5 ⊢ 𝑁 = (Inv‘𝐶)
9	8	neeq1i 3021	. . . 4 ⊢ (𝑁 ≠ ∅ ↔ (Inv‘𝐶) ≠ ∅)
10		n0 4303	. . . 4 ⊢ ((Inv‘𝐶) ≠ ∅ ↔ ∃𝑥 𝑥 ∈ (Inv‘𝐶))
11	9, 10	bitri 278	. . 3 ⊢ (𝑁 ≠ ∅ ↔ ∃𝑥 𝑥 ∈ (Inv‘𝐶))
12	7, 11	sylib 221	. 2 ⊢ (𝐹(𝑋𝑁𝑌)𝐺 → ∃𝑥 𝑥 ∈ (Inv‘𝐶))
13		df-inv 17843	. . . 4 ⊢ Inv = (𝑐 ∈ Cat ↦ (𝑥 ∈ (Base‘𝑐), 𝑦 ∈ (Base‘𝑐) ↦ ((𝑥(Sect‘𝑐)𝑦) ∩ ◡(𝑦(Sect‘𝑐)𝑥))))
14	13	mptrcl 7000	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ (Inv‘𝐶) → 𝐶 ∈ Cat)
15	14	exlimiv 1963	. 2 ⊢ (∃𝑥 𝑥 ∈ (Inv‘𝐶) → 𝐶 ∈ Cat)
16	1, 12, 15	3syl 19	1 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ Cat)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2957   ∩ cin 3901  ∅c0 4282  ⟨cop 4593   class class class wbr 5107  ^◡ccnv 5658  ‘cfv 6537  (class class class)co 7417   ∈ cmpo 7419  Basecbs 17307  Catccat 17758  Sectcsect 17839  Invcinv 17840

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 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pr 5402

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-rab 3415  df-v 3455  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-nul 4283  df-if 4486  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-iota 6493  df-fv 6545  df-ov 7420  df-inv 17843

This theorem is used by:  invrcl2  49959  isinv2  49960  isoval2  49969