Theorem swapfffth 50512

Description: The swap functor is a fully faithful functor. (Contributed by Zhi Wang, 8-Oct-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
swapfid.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ Cat)
swapfid.d	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ Cat)
swapfid.s	⊢ 𝑆 = (𝐶 ×c 𝐷)
swapfid.t	⊢ 𝑇 = (𝐷 ×c 𝐶)
swapfid.o	⊢ (𝜑 → (𝐶 swapF 𝐷) = ⟨𝑂, 𝑃⟩)

Assertion

Ref	Expression
swapfffth	⊢ (𝜑 → 𝑂((𝑆 Full 𝑇) ∩ (𝑆 Faith 𝑇))𝑃)

Proof of Theorem swapfffth

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		swapfid.c	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ Cat)
2		swapfid.d	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ Cat)
3		swapfid.s	. . 3 ⊢ 𝑆 = (𝐶 ×c 𝐷)
4		swapfid.t	. . 3 ⊢ 𝑇 = (𝐷 ×c 𝐶)
5		swapfid.o	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐶 swapF 𝐷) = ⟨𝑂, 𝑃⟩)
6	1, 2, 3, 4, 5	swapffunc 50511	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑂(𝑆 Func 𝑇)𝑃)
7	5	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))) → (𝐶 swapF 𝐷) = ⟨𝑂, 𝑃⟩)
8		eqid 2760	. . . 4 ⊢ (Hom ‘𝑆) = (Hom ‘𝑆)
9		eqid 2760	. . . 4 ⊢ (Hom ‘𝑇) = (Hom ‘𝑇)
10		eqid 2760	. . . 4 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
11		simprl 783	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
12		simprr 785	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))) → 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))
13	7, 3, 4, 8, 9, 10, 11, 12	swapf2f1oa 50506	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))) → (𝑥𝑃𝑦):(𝑥(Hom ‘𝑆)𝑦)–1-1-onto→((𝑂‘𝑥)(Hom ‘𝑇)(𝑂‘𝑦)))
14	13	ralrimivva 3205	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑆)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑆)(𝑥𝑃𝑦):(𝑥(Hom ‘𝑆)𝑦)–1-1-onto→((𝑂‘𝑥)(Hom ‘𝑇)(𝑂‘𝑦)))
15	10, 8, 9	isffth2 18100	. 2 ⊢ (𝑂((𝑆 Full 𝑇) ∩ (𝑆 Faith 𝑇))𝑃 ↔ (𝑂(𝑆 Func 𝑇)𝑃 ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑆)∀𝑦 ∈ (Base‘𝑆)(𝑥𝑃𝑦):(𝑥(Hom ‘𝑆)𝑦)–1-1-onto→((𝑂‘𝑥)(Hom ‘𝑇)(𝑂‘𝑦))))
16	6, 14, 15	sylanbrc 595	1 ⊢ (𝜑 → 𝑂((𝑆 Full 𝑇) ∩ (𝑆 Faith 𝑇))𝑃)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076   ∩ cin 4088  ⟨cop 4834   class class class wbr 5102  –1-1-onto→wf1o 6540  ‘cfv 6541  (class class class)co 7422  Basecbs 17394  Hom chom 17446  Catccat 17845   Func cfunc 18036   Full cful 18086   Faith cfth 18087   ×_c cxpc 18349   swap_F cswapf 50488

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 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7753  ax-cnex 11261  ax-resscn 11262  ax-1cn 11263  ax-icn 11264  ax-addcl 11265  ax-addrcl 11266  ax-mulcl 11267  ax-mulrcl 11268  ax-mulcom 11269  ax-addass 11270  ax-mulass 11271  ax-distr 11272  ax-i2m1 11273  ax-1ne0 11274  ax-1rid 11275  ax-rnegex 11276  ax-rrecex 11277  ax-cnre 11278  ax-pre-lttri 11279  ax-pre-lttrn 11280  ax-pre-ltadd 11281  ax-pre-mulgt0 11282

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 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-ss 3897  df-pss 4013  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-riota 7379  df-ov 7425  df-oprab 7426  df-mpo 7427  df-om 7880  df-1st 8003  df-2nd 8004  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8384  df-rdg 8423  df-1o 8481  df-er 8722  df-map 8854  df-ixp 8931  df-en 8979  df-dom 8980  df-sdom 8981  df-fin 8982  df-pnf 11350  df-mnf 11351  df-xr 11352  df-ltxr 11353  df-le 11354  df-sub 11548  df-neg 11549  df-nn 12341  df-2 12410  df-3 12411  df-4 12412  df-5 12413  df-6 12414  df-7 12415  df-8 12416  df-9 12417  df-n0 12612  df-z 12699  df-dec 12820  df-uz 12971  df-fz 13645  df-struct 17332  df-slot 17367  df-ndx 17379  df-base 17395  df-hom 17459  df-cco 17460  df-cat 17849  df-cid 17850  df-func 18040  df-full 18088  df-fth 18089  df-xpc 18353  df-swapf 50489

This theorem is used by:  swapfiso  50514