Theorem termcterm2 50743

Description: A terminal object of the category of small categories is a terminal category. (Contributed by Zhi Wang, 18-Oct-2025.) (Proof shortened by Zhi Wang, 23-Oct-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
termcterm.e	⊢ 𝐸 = (CatCat‘𝑈)
termcterm2.	⊢ (𝜑 → (𝑈 ∩ TermCat) ≠ ∅)
termcterm2.t	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (TermO‘𝐸))

Assertion

Ref	Expression
termcterm2	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ TermCat)

Proof of Theorem termcterm2

Dummy variables 𝑑 𝑓 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		termcterm2.	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑈 ∩ TermCat) ≠ ∅)
2		n0 4299	. . 3 ⊢ ((𝑈 ∩ TermCat) ≠ ∅ ↔ ∃𝑑 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat))
3	1, 2	sylib 221	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑑 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat))
4		simpr 490	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat))
5	4	elin2d 4102	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝑑 ∈ TermCat)
6	5	termcthind 50707	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝑑 ∈ ThinCat)
7		termcterm.e	. . . . 5 ⊢ 𝐸 = (CatCat‘𝑈)
8		eqid 2760	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝐸) = (Base‘𝐸)
9		termcterm2.t	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (TermO‘𝐸))
10	9	adantr 486	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝐶 ∈ (TermO‘𝐸))
11	8	termoo2 50449	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 ∈ (TermO‘𝐸) → 𝐶 ∈ (Base‘𝐸))
12	10, 11	syl 18	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝐶 ∈ (Base‘𝐸))
13	7, 8	elbasfv 17399	. . . . . 6 ⊢ (𝐶 ∈ (Base‘𝐸) → 𝑈 ∈ V)
14	12, 13	syl 18	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝑈 ∈ V)
15	4	elin1d 4101	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝑑 ∈ 𝑈)
16	5	termccatd 50708	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝑑 ∈ Cat)
17	15, 16	elind 4097	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ Cat))
18	7, 8, 14	catcbas 18282	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → (Base‘𝐸) = (𝑈 ∩ Cat))
19	17, 18	eleqtrrd 2863	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝑑 ∈ (Base‘𝐸))
20		termorcl 18172	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 ∈ (TermO‘𝐸) → 𝐸 ∈ Cat)
21	10, 20	syl 18	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝐸 ∈ Cat)
22	7, 14, 15, 5	termcterm 50742	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝑑 ∈ (TermO‘𝐸))
23	21, 10, 22	termoeu1w 18200	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝐶( ≃𝑐 ‘𝐸)𝑑)
24	7, 8, 14, 12, 19, 23	thincciso4 50686	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → (𝐶 ∈ ThinCat ↔ 𝑑 ∈ ThinCat))
25	6, 24	mpbird 260	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝐶 ∈ ThinCat)
26	21, 10, 22	termoeu1 18199	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → ∃!𝑓 𝑓 ∈ (𝐶(Iso‘𝐸)𝑑))
27		euex 2602	. . . . . 6 ⊢ (∃!𝑓 𝑓 ∈ (𝐶(Iso‘𝐸)𝑑) → ∃𝑓 𝑓 ∈ (𝐶(Iso‘𝐸)𝑑))
28	26, 27	syl 18	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → ∃𝑓 𝑓 ∈ (𝐶(Iso‘𝐸)𝑑))
29		eqid 2760	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝐶) = (Base‘𝐶)
30		eqid 2760	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝑑) = (Base‘𝑑)
31		eqid 2760	. . . . . . . 8 ⊢ (Iso‘𝐸) = (Iso‘𝐸)
32	7, 8, 29, 30, 14, 12, 19, 31	catciso 18292	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → (𝑓 ∈ (𝐶(Iso‘𝐸)𝑑) ↔ (𝑓 ∈ ((𝐶 Full 𝑑) ∩ (𝐶 Faith 𝑑)) ∧ (1st ‘𝑓):(Base‘𝐶)–1-1-onto→(Base‘𝑑))))
33	32	simplbda 505	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) ∧ 𝑓 ∈ (𝐶(Iso‘𝐸)𝑑)) → (1st ‘𝑓):(Base‘𝐶)–1-1-onto→(Base‘𝑑))
34		fvex 6899	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝐶) ∈ V
35	34	f1oen 9003	. . . . . 6 ⊢ ((1st ‘𝑓):(Base‘𝐶)–1-1-onto→(Base‘𝑑) → (Base‘𝐶) ≈ (Base‘𝑑))
36	33, 35	syl 18	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) ∧ 𝑓 ∈ (𝐶(Iso‘𝐸)𝑑)) → (Base‘𝐶) ≈ (Base‘𝑑))
37	28, 36	exlimddv 1967	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → (Base‘𝐶) ≈ (Base‘𝑑))
38	30	istermc3 50705	. . . . . 6 ⊢ (𝑑 ∈ TermCat ↔ (𝑑 ∈ ThinCat ∧ (Base‘𝑑) ≈ 1o))
39	5, 38	sylib 221	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → (𝑑 ∈ ThinCat ∧ (Base‘𝑑) ≈ 1o))
40	39	simprd 501	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → (Base‘𝑑) ≈ 1o)
41		entr 9037	. . . 4 ⊢ (((Base‘𝐶) ≈ (Base‘𝑑) ∧ (Base‘𝑑) ≈ 1o) → (Base‘𝐶) ≈ 1o)
42	37, 40, 41	syl2anc 596	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → (Base‘𝐶) ≈ 1o)
43	29	istermc3 50705	. . 3 ⊢ (𝐶 ∈ TermCat ↔ (𝐶 ∈ ThinCat ∧ (Base‘𝐶) ≈ 1o))
44	25, 42, 43	sylanbrc 595	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝐶 ∈ TermCat)
45	3, 44	exlimddv 1967	1 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ TermCat)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569  ∃wex 1811   ∈ wcel 2144  ∃!weu 2593   ≠ wne 2955  Vcvv 3450   ∩ cin 4089  ∅c0 4278   class class class wbr 5102  –1-1-onto→wf1o 6538  ‘cfv 6539  (class class class)co 7421  1^st c1st 8000  1_oc1o 8473   ≈ cen 8974  Basecbs 17393  Catccat 17844  Isociso 17927   Full cful 18085   Faith cfth 18086  TermOctermo 18163  CatCatccatc 18279  ThinCatcthinc 50646  TermCatctermc 50701

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 7752  ax-cnex 11260  ax-resscn 11261  ax-1cn 11262  ax-icn 11263  ax-addcl 11264  ax-addrcl 11265  ax-mulcl 11266  ax-mulrcl 11267  ax-mulcom 11268  ax-addass 11269  ax-mulass 11270  ax-distr 11271  ax-i2m1 11272  ax-1ne0 11273  ax-1rid 11274  ax-rnegex 11275  ax-rrecex 11276  ax-cnre 11277  ax-pre-lttri 11278  ax-pre-lttrn 11279  ax-pre-ltadd 11280  ax-pre-mulgt0 11281

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 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  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 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-riota 7378  df-ov 7424  df-oprab 7425  df-mpo 7426  df-om 7879  df-1st 8002  df-2nd 8003  df-supp 8181  df-frecs 8303  df-wrecs 8334  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-1o 8480  df-er 8721  df-map 8853  df-ixp 8930  df-en 8978  df-dom 8979  df-sdom 8980  df-fin 8981  df-pnf 11349  df-mnf 11350  df-xr 11351  df-ltxr 11352  df-le 11353  df-sub 11547  df-neg 11548  df-nn 12340  df-2 12409  df-3 12410  df-4 12411  df-5 12412  df-6 12413  df-7 12414  df-8 12415  df-9 12416  df-n0 12611  df-z 12698  df-dec 12819  df-uz 12970  df-fz 13644  df-struct 17331  df-slot 17366  df-ndx 17378  df-base 17394  df-hom 17458  df-cco 17459  df-cat 17848  df-cid 17849  df-sect 17928  df-inv 17929  df-iso 17930  df-cic 17977  df-func 18039  df-idfu 18040  df-cofu 18041  df-full 18087  df-fth 18088  df-termo 18166  df-catc 18280  df-thinc 50647  df-termc 50702

This theorem is used by:  termcterm3  50744  termcciso  50745  termc2  50747