Theorem resccat 50330

Description: A class 𝐶 restricted by the hom-sets of another set 𝐸, whose base is a subset of the base of 𝐶 and whose composition is compatible with 𝐶, is a category iff 𝐸 is a category. Note that the compatibility condition "resccat.1" can be weakened by removing 𝑥 ∈ 𝑆 because 𝑓 ∈ (𝑥𝐽𝑦) implies these. (Contributed by Zhi Wang, 6-Nov-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
resccat.d	⊢ 𝐷 = (𝐶 ↾cat 𝐽)
resccat.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐶)
resccat.s	⊢ 𝑆 = (Base‘𝐸)
resccat.j	⊢ 𝐽 = (Homf ‘𝐸)
resccat.x	⊢ · = (comp‘𝐶)
resccat.xb	⊢ ∙ = (comp‘𝐸)
resccat.1	⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ∧ 𝑧 ∈ 𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑥𝐽𝑦) ∧ 𝑔 ∈ (𝑦𝐽𝑧))) → (𝑔(⟨𝑥, 𝑦⟩ · 𝑧)𝑓) = (𝑔(⟨𝑥, 𝑦⟩ ∙ 𝑧)𝑓))
resccat.e	⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝑉)
resccat.ss	⊢ (𝜑 → 𝑆 ⊆ 𝐵)

Assertion

Ref	Expression
resccat	⊢ (𝜑 → (𝐷 ∈ Cat ↔ 𝐸 ∈ Cat))

Distinct variable groups:   ∙ ,𝑓,𝑔,𝑥,𝑦   𝐷,𝑓,𝑔,𝑥,𝑦,𝑧   𝑓,𝐸,𝑔,𝑧   𝑔,𝐽   𝑆,𝑓,𝑔,𝑥,𝑦,𝑧   𝜑,𝑓,𝑔,𝑥,𝑦,𝑧   𝐶,𝑓,𝑔,𝑥,𝑦,𝑧

Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑓, 𝑔)   ∙ (𝑧)   · (𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑓, 𝑔)   𝐸(𝑥, 𝑦)   𝐽(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑓)   𝑉(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑓, 𝑔)

Proof of Theorem resccat

Dummy variables ℎ 𝑐 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		resccat.d	. . 3 ⊢ 𝐷 = (𝐶 ↾cat 𝐽)
2		resccat.b	. . 3 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐶)
3		resccat.s	. . 3 ⊢ 𝑆 = (Base‘𝐸)
4		resccat.j	. . 3 ⊢ 𝐽 = (Homf ‘𝐸)
5		resccat.x	. . 3 ⊢ · = (comp‘𝐶)
6		resccat.xb	. . 3 ⊢ ∙ = (comp‘𝐸)
7		resccat.1	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ∧ 𝑧 ∈ 𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑥𝐽𝑦) ∧ 𝑔 ∈ (𝑦𝐽𝑧))) → (𝑔(⟨𝑥, 𝑦⟩ · 𝑧)𝑓) = (𝑔(⟨𝑥, 𝑦⟩ ∙ 𝑧)𝑓))
8	7	adantllr 732	. . 3 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ∧ 𝑧 ∈ 𝑆)) ∧ (𝑓 ∈ (𝑥𝐽𝑦) ∧ 𝑔 ∈ (𝑦𝐽𝑧))) → (𝑔(⟨𝑥, 𝑦⟩ · 𝑧)𝑓) = (𝑔(⟨𝑥, 𝑦⟩ ∙ 𝑧)𝑓))
9		resccat.e	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ 𝑉)
10	9	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ V) → 𝐸 ∈ 𝑉)
11		resccat.ss	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ⊆ 𝐵)
12	11	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ V) → 𝑆 ⊆ 𝐵)
13		simpr 490	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ V) → 𝐶 ∈ V)
14	1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 13	resccatlem 50329	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ V) → (𝐷 ∈ Cat ↔ 𝐸 ∈ Cat))
15		df-resc 18001	. . . . . . . 8 ⊢ ↾cat = (𝑐 ∈ V, ℎ ∈ V ↦ ((𝑐 ↾s dom dom ℎ) sSet ⟨(Hom ‘ndx), ℎ⟩))
16	15	reldmmpo 7564	. . . . . . 7 ⊢ Rel dom ↾cat
17	16	ovprc1 7469	. . . . . 6 ⊢ (¬ 𝐶 ∈ V → (𝐶 ↾cat 𝐽) = ∅)
18	1, 17	eqtrid 2810	. . . . 5 ⊢ (¬ 𝐶 ∈ V → 𝐷 = ∅)
19		0cat 17878	. . . . 5 ⊢ ∅ ∈ Cat
20	18, 19	eqeltrdi 2872	. . . 4 ⊢ (¬ 𝐶 ∈ V → 𝐷 ∈ Cat)
21	20	adantl 487	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ V) → 𝐷 ∈ Cat)
22		fvprc 6888	. . . . . . 7 ⊢ (¬ 𝐶 ∈ V → (Base‘𝐶) = ∅)
23	2, 22	eqtrid 2810	. . . . . 6 ⊢ (¬ 𝐶 ∈ V → 𝐵 = ∅)
24		sseq0 4357	. . . . . 6 ⊢ ((𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ 𝐵 = ∅) → 𝑆 = ∅)
25	11, 23, 24	syl2an 608	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ V) → 𝑆 = ∅)
26	25, 3	eqtr3di 2813	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ V) → ∅ = (Base‘𝐸))
27		0catg 17877	. . . 4 ⊢ ((𝐸 ∈ 𝑉 ∧ ∅ = (Base‘𝐸)) → 𝐸 ∈ Cat)
28	9, 26, 27	syl2an2r 698	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ V) → 𝐸 ∈ Cat)
29	21, 28	2thd 268	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝐶 ∈ V) → (𝐷 ∈ Cat ↔ 𝐸 ∈ Cat))
30	14, 29	pm2.61dan 825	1 ⊢ (𝜑 → (𝐷 ∈ Cat ↔ 𝐸 ∈ Cat))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2146  Vcvv 3454   ⊆ wss 3900  ∅c0 4281  ⟨cop 4838  dom cdm 5655  ‘cfv 6547  (class class class)co 7430   sSet csts 17356  ndxcnx 17386  Basecbs 17402   ↾_s cress 17423  Hom chom 17454  compcco 17455  Catccat 17853  Hom_f chomf 17855   ↾_cat cresc 17998

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7761  ax-cnex 11269  ax-resscn 11270  ax-1cn 11271  ax-icn 11272  ax-addcl 11273  ax-addrcl 11274  ax-mulcl 11275  ax-mulrcl 11276  ax-mulcom 11277  ax-addass 11278  ax-mulass 11279  ax-distr 11280  ax-i2m1 11281  ax-1ne0 11282  ax-1rid 11283  ax-rnegex 11284  ax-rrecex 11285  ax-cnre 11286  ax-pre-lttri 11287  ax-pre-lttrn 11288  ax-pre-ltadd 11289  ax-pre-mulgt0 11290

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  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-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-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6311  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6501  df-fun 6549  df-fn 6550  df-f 6551  df-f1 6552  df-fo 6553  df-f1o 6554  df-fv 6555  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-om 7888  df-1st 8011  df-2nd 8012  df-frecs 8313  df-wrecs 8344  df-recs 8393  df-rdg 8432  df-er 8731  df-en 8988  df-dom 8989  df-sdom 8990  df-pnf 11358  df-mnf 11359  df-xr 11360  df-ltxr 11361  df-le 11362  df-sub 11556  df-neg 11557  df-nn 12349  df-2 12418  df-3 12419  df-4 12420  df-5 12421  df-6 12422  df-7 12423  df-8 12424  df-9 12425  df-n0 12620  df-z 12707  df-dec 12828  df-sets 17357  df-slot 17375  df-ndx 17387  df-base 17403  df-ress 17424  df-hom 17467  df-cco 17468  df-cat 17857  df-homf 17859  df-comf 17860  df-resc 18001

This theorem is used by:  setc1onsubc  50882