Theorem swapfffth 49254

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 49253	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑂(𝑆 Func 𝑇)𝑃)
7	5	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))) → (𝐶 swapF 𝐷) = ⟨𝑂, 𝑃⟩)
8		eqid 2730	. . . 4 ⊢ (Hom ‘𝑆) = (Hom ‘𝑆)
9		eqid 2730	. . . 4 ⊢ (Hom ‘𝑇) = (Hom ‘𝑇)
10		eqid 2730	. . . 4 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
11		simprl 770	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
12		simprr 772	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))) → 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))
13	7, 3, 4, 8, 9, 10, 11, 12	swapf2f1oa 49248	. . 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 3181	. 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 17886	. 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 583	1 ⊢ (𝜑 → 𝑂((𝑆 Full 𝑇) ∩ (𝑆 Faith 𝑇))𝑃)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  ∀wral 3045   ∩ cin 3915  ⟨cop 4597   class class class wbr 5109  –1-1-onto→wf1o 6512  ‘cfv 6513  (class class class)co 7389  Basecbs 17185  Hom chom 17237  Catccat 17631   Func cfunc 17822   Full cful 17872   Faith cfth 17873   ×_c cxpc 18135   swap_F cswapf 49230

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-rep 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5263  ax-pow 5322  ax-pr 5389  ax-un 7713  ax-cnex 11130  ax-resscn 11131  ax-1cn 11132  ax-icn 11133  ax-addcl 11134  ax-addrcl 11135  ax-mulcl 11136  ax-mulrcl 11137  ax-mulcom 11138  ax-addass 11139  ax-mulass 11140  ax-distr 11141  ax-i2m1 11142  ax-1ne0 11143  ax-1rid 11144  ax-rnegex 11145  ax-rrecex 11146  ax-cnre 11147  ax-pre-lttri 11148  ax-pre-lttrn 11149  ax-pre-ltadd 11150  ax-pre-mulgt0 11151

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3356  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3756  df-csb 3865  df-dif 3919  df-un 3921  df-in 3923  df-ss 3933  df-pss 3936  df-nul 4299  df-if 4491  df-pw 4567  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4874  df-iun 4959  df-br 5110  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5535  df-eprel 5540  df-po 5548  df-so 5549  df-fr 5593  df-we 5595  df-xp 5646  df-rel 5647  df-cnv 5648  df-co 5649  df-dm 5650  df-rn 5651  df-res 5652  df-ima 5653  df-pred 6276  df-ord 6337  df-on 6338  df-lim 6339  df-suc 6340  df-iota 6466  df-fun 6515  df-fn 6516  df-f 6517  df-f1 6518  df-fo 6519  df-f1o 6520  df-fv 6521  df-riota 7346  df-ov 7392  df-oprab 7393  df-mpo 7394  df-om 7845  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8342  df-rdg 8380  df-1o 8436  df-er 8673  df-map 8803  df-ixp 8873  df-en 8921  df-dom 8922  df-sdom 8923  df-fin 8924  df-pnf 11216  df-mnf 11217  df-xr 11218  df-ltxr 11219  df-le 11220  df-sub 11413  df-neg 11414  df-nn 12188  df-2 12250  df-3 12251  df-4 12252  df-5 12253  df-6 12254  df-7 12255  df-8 12256  df-9 12257  df-n0 12449  df-z 12536  df-dec 12656  df-uz 12800  df-fz 13475  df-struct 17123  df-slot 17158  df-ndx 17170  df-base 17186  df-hom 17250  df-cco 17251  df-cat 17635  df-cid 17636  df-func 17826  df-full 17874  df-fth 17875  df-xpc 18139  df-swapf 49231

This theorem is referenced by:  swapfiso  49256