Theorem oppcendc 50095

Description: The opposite category of a category whose morphisms are all endomorphisms has the same base and hom-sets as the original category. (Contributed by Zhi Wang, 16-Oct-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
oppcendc.o	⊢ 𝑂 = (oppCat‘𝐶)
oppcendc.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐶)
oppcendc.h	⊢ 𝐻 = (Hom ‘𝐶)
oppcendc.1	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥 ≠ 𝑦 → (𝑥𝐻𝑦) = ∅))

Assertion

Ref	Expression
oppcendc	⊢ (𝜑 → (Homf ‘𝐶) = (Homf ‘𝑂))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐵,𝑦   𝑥,𝐻,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦

Allowed substitution hints:   𝐶(𝑥, 𝑦)   𝑂(𝑥, 𝑦)

Proof of Theorem oppcendc

Dummy variables 𝑝 𝑞 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		oppcendc.1	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥 ≠ 𝑦 → (𝑥𝐻𝑦) = ∅))
2	1	ralrimivva 3206	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥 ≠ 𝑦 → (𝑥𝐻𝑦) = ∅))
3		eqeq12 2778	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑥 = 𝑝 ∧ 𝑦 = 𝑞) → (𝑥 = 𝑦 ↔ 𝑝 = 𝑞))
4	3	necon3bid 3000	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 = 𝑝 ∧ 𝑦 = 𝑞) → (𝑥 ≠ 𝑦 ↔ 𝑝 ≠ 𝑞))
5		oveq12 7427	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑥 = 𝑝 ∧ 𝑦 = 𝑞) → (𝑥𝐻𝑦) = (𝑝𝐻𝑞))
6	5	eqeq1d 2763	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 = 𝑝 ∧ 𝑦 = 𝑞) → ((𝑥𝐻𝑦) = ∅ ↔ (𝑝𝐻𝑞) = ∅))
7	4, 6	imbi12d 347	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑥 = 𝑝 ∧ 𝑦 = 𝑞) → ((𝑥 ≠ 𝑦 → (𝑥𝐻𝑦) = ∅) ↔ (𝑝 ≠ 𝑞 → (𝑝𝐻𝑞) = ∅)))
8	7	rspc2gv 3586	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑝 ∈ 𝐵 ∧ 𝑞 ∈ 𝐵) → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥 ≠ 𝑦 → (𝑥𝐻𝑦) = ∅) → (𝑝 ≠ 𝑞 → (𝑝𝐻𝑞) = ∅)))
9	2, 8	mpan9 516	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐵 ∧ 𝑞 ∈ 𝐵)) → (𝑝 ≠ 𝑞 → (𝑝𝐻𝑞) = ∅))
10		simprr 785	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐵 ∧ 𝑞 ∈ 𝐵)) → 𝑞 ∈ 𝐵)
11		simprl 783	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐵 ∧ 𝑞 ∈ 𝐵)) → 𝑝 ∈ 𝐵)
12	2	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐵 ∧ 𝑞 ∈ 𝐵)) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥 ≠ 𝑦 → (𝑥𝐻𝑦) = ∅))
13		eqeq12 2778	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑥 = 𝑞 ∧ 𝑦 = 𝑝) → (𝑥 = 𝑦 ↔ 𝑞 = 𝑝))
14		equcom 2051	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑝 = 𝑞 ↔ 𝑞 = 𝑝)
15	13, 14	bitr4di 292	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑥 = 𝑞 ∧ 𝑦 = 𝑝) → (𝑥 = 𝑦 ↔ 𝑝 = 𝑞))
16	15	necon3bid 3000	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑥 = 𝑞 ∧ 𝑦 = 𝑝) → (𝑥 ≠ 𝑦 ↔ 𝑝 ≠ 𝑞))
17		oveq12 7427	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑥 = 𝑞 ∧ 𝑦 = 𝑝) → (𝑥𝐻𝑦) = (𝑞𝐻𝑝))
18	17	eqeq1d 2763	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑥 = 𝑞 ∧ 𝑦 = 𝑝) → ((𝑥𝐻𝑦) = ∅ ↔ (𝑞𝐻𝑝) = ∅))
19	16, 18	imbi12d 347	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 = 𝑞 ∧ 𝑦 = 𝑝) → ((𝑥 ≠ 𝑦 → (𝑥𝐻𝑦) = ∅) ↔ (𝑝 ≠ 𝑞 → (𝑞𝐻𝑝) = ∅)))
20	19	rspc2gv 3586	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑝 ∈ 𝐵) → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥 ≠ 𝑦 → (𝑥𝐻𝑦) = ∅) → (𝑝 ≠ 𝑞 → (𝑞𝐻𝑝) = ∅)))
21	20	imp 412	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑝 ∈ 𝐵) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥 ≠ 𝑦 → (𝑥𝐻𝑦) = ∅)) → (𝑝 ≠ 𝑞 → (𝑞𝐻𝑝) = ∅))
22	10, 11, 12, 21	syl21anc 851	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐵 ∧ 𝑞 ∈ 𝐵)) → (𝑝 ≠ 𝑞 → (𝑞𝐻𝑝) = ∅))
23	9, 22	jcad 522	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐵 ∧ 𝑞 ∈ 𝐵)) → (𝑝 ≠ 𝑞 → ((𝑝𝐻𝑞) = ∅ ∧ (𝑞𝐻𝑝) = ∅)))
24		nne 2960	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ 𝑝 ≠ 𝑞 ↔ 𝑝 = 𝑞)
25		id 23	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑝 = 𝑞 → 𝑝 = 𝑞)
26		equcomi 2050	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑝 = 𝑞 → 𝑞 = 𝑝)
27	25, 26	oveq12d 7436	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑝 = 𝑞 → (𝑝𝐻𝑞) = (𝑞𝐻𝑝))
28	24, 27	sylbi 220	. . . . . . 7 ⊢ (¬ 𝑝 ≠ 𝑞 → (𝑝𝐻𝑞) = (𝑞𝐻𝑝))
29		eqtr3 2783	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑝𝐻𝑞) = ∅ ∧ (𝑞𝐻𝑝) = ∅) → (𝑝𝐻𝑞) = (𝑞𝐻𝑝))
30	28, 29	ja 188	. . . . . 6 ⊢ ((𝑝 ≠ 𝑞 → ((𝑝𝐻𝑞) = ∅ ∧ (𝑞𝐻𝑝) = ∅)) → (𝑝𝐻𝑞) = (𝑞𝐻𝑝))
31	23, 30	syl 18	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐵 ∧ 𝑞 ∈ 𝐵)) → (𝑝𝐻𝑞) = (𝑞𝐻𝑝))
32		eqid 2761	. . . . . 6 ⊢ (Homf ‘𝐶) = (Homf ‘𝐶)
33		oppcendc.b	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐶)
34		oppcendc.h	. . . . . 6 ⊢ 𝐻 = (Hom ‘𝐶)
35	32, 33, 34, 11, 10	homfval 17859	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐵 ∧ 𝑞 ∈ 𝐵)) → (𝑝(Homf ‘𝐶)𝑞) = (𝑝𝐻𝑞))
36	32, 33, 34, 10, 11	homfval 17859	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐵 ∧ 𝑞 ∈ 𝐵)) → (𝑞(Homf ‘𝐶)𝑝) = (𝑞𝐻𝑝))
37	31, 35, 36	3eqtr4d 2806	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐵 ∧ 𝑞 ∈ 𝐵)) → (𝑝(Homf ‘𝐶)𝑞) = (𝑞(Homf ‘𝐶)𝑝))
38	37	ralrimivva 3206	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑝 ∈ 𝐵 ∀𝑞 ∈ 𝐵 (𝑝(Homf ‘𝐶)𝑞) = (𝑞(Homf ‘𝐶)𝑝))
39	32, 33	homffn 17860	. . . 4 ⊢ (Homf ‘𝐶) Fn (𝐵 × 𝐵)
40		tpossym 8268	. . . 4 ⊢ ((Homf ‘𝐶) Fn (𝐵 × 𝐵) → (tpos (Homf ‘𝐶) = (Homf ‘𝐶) ↔ ∀𝑝 ∈ 𝐵 ∀𝑞 ∈ 𝐵 (𝑝(Homf ‘𝐶)𝑞) = (𝑞(Homf ‘𝐶)𝑝)))
41	39, 40	ax-mp 5	. . 3 ⊢ (tpos (Homf ‘𝐶) = (Homf ‘𝐶) ↔ ∀𝑝 ∈ 𝐵 ∀𝑞 ∈ 𝐵 (𝑝(Homf ‘𝐶)𝑞) = (𝑞(Homf ‘𝐶)𝑝))
42	38, 41	sylibr 237	. 2 ⊢ (𝜑 → tpos (Homf ‘𝐶) = (Homf ‘𝐶))
43		oppcendc.o	. . 3 ⊢ 𝑂 = (oppCat‘𝐶)
44	43, 32	oppchomf 17887	. 2 ⊢ tpos (Homf ‘𝐶) = (Homf ‘𝑂)
45	42, 44	eqtr3di 2811	1 ⊢ (𝜑 → (Homf ‘𝐶) = (Homf ‘𝑂))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ∀wral 3077  ∅c0 4279   × cxp 5649   Fn wfn 6532  ‘cfv 6537  (class class class)co 7418  tpos ctpos 8235  Basecbs 17380  Hom chom 17432  Hom_f chomf 17833  oppCatcoppc 17878

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 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7749  ax-cnex 11249  ax-resscn 11250  ax-1cn 11251  ax-icn 11252  ax-addcl 11253  ax-addrcl 11254  ax-mulcl 11255  ax-mulrcl 11256  ax-mulcom 11257  ax-addass 11258  ax-mulass 11259  ax-distr 11260  ax-i2m1 11261  ax-1ne0 11262  ax-1rid 11263  ax-rnegex 11264  ax-rrecex 11265  ax-cnre 11266  ax-pre-lttri 11267  ax-pre-lttrn 11268  ax-pre-ltadd 11269  ax-pre-mulgt0 11270

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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7375  df-ov 7421  df-oprab 7422  df-mpo 7423  df-om 7876  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-tpos 8236  df-frecs 8292  df-wrecs 8323  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-er 8710  df-en 8967  df-dom 8968  df-sdom 8969  df-pnf 11338  df-mnf 11339  df-xr 11340  df-ltxr 11341  df-le 11342  df-sub 11536  df-neg 11537  df-nn 12329  df-2 12398  df-3 12399  df-4 12400  df-5 12401  df-6 12402  df-7 12403  df-8 12404  df-9 12405  df-n0 12600  df-z 12687  df-dec 12808  df-sets 17335  df-slot 17353  df-ndx 17365  df-base 17381  df-hom 17445  df-cco 17446  df-homf 17837  df-oppc 17879

This theorem is used by:  oppcmndc  50096  oppcthinendc  50517  oppcthinendcALT  50518