Theorem termcterm2 50325

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 4307	. . 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 4158	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝑑 ∈ TermCat)
6	5	termcthind 50289	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝑑 ∈ ThinCat)
7		termcterm.e	. . . . 5 ⊢ 𝐸 = (CatCat‘𝑈)
8		eqid 2765	. . . . 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 50044	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 ∈ (TermO‘𝐸) → 𝐶 ∈ (Base‘𝐸))
12	10, 11	syl 18	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝐶 ∈ (Base‘𝐸))
13	7, 8	elbasfv 17293	. . . . . 6 ⊢ (𝐶 ∈ (Base‘𝐸) → 𝑈 ∈ V)
14	12, 13	syl 18	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝑈 ∈ V)
15	4	elin1d 4157	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝑑 ∈ 𝑈)
16	5	termccd 50290	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝑑 ∈ Cat)
17	15, 16	elind 4153	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ Cat))
18	7, 8, 14	catcbas 18176	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → (Base‘𝐸) = (𝑈 ∩ Cat))
19	17, 18	eleqtrrd 2868	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝑑 ∈ (Base‘𝐸))
20		termorcl 18066	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 ∈ (TermO‘𝐸) → 𝐸 ∈ Cat)
21	10, 20	syl 18	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝐸 ∈ Cat)
22	7, 14, 15, 5	termcterm 50324	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝑑 ∈ (TermO‘𝐸))
23	21, 10, 22	termoeu1w 18094	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → 𝐶( ≃𝑐 ‘𝐸)𝑑)
24	7, 8, 14, 12, 19, 23	thincciso4 50268	. . . 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 18093	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → ∃!𝑓 𝑓 ∈ (𝐶(Iso‘𝐸)𝑑))
27		euex 2607	. . . . . 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 2765	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝐶) = (Base‘𝐶)
30		eqid 2765	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝑑) = (Base‘𝑑)
31		eqid 2765	. . . . . . . 8 ⊢ (Iso‘𝐸) = (Iso‘𝐸)
32	7, 8, 29, 30, 14, 12, 19, 31	catciso 18186	. . . . . . 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 6898	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝐶) ∈ V
35	34	f1oen 8971	. . . . . 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 1968	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ (𝑈 ∩ TermCat)) → (Base‘𝐶) ≈ (Base‘𝑑))
38	30	istermc3 50287	. . . . . 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 9005	. . . 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 50287	. . 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 1968	1 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ TermCat)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2146  ∃!weu 2598   ≠ wne 2960  Vcvv 3457   ∩ cin 3905  ∅c0 4286   class class class wbr 5111  –1-1-onto→wf1o 6539  ‘cfv 6540  (class class class)co 7416  1^st c1st 7986  1_oc1o 8448   ≈ cen 8942  Basecbs 17287  Catccat 17738  Isociso 17821   Full cful 17979   Faith cfth 17980  TermOctermo 18057  CatCatccatc 18173  ThinCatcthinc 50228  TermCatctermc 50283

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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7738  ax-cnex 11167  ax-resscn 11168  ax-1cn 11169  ax-icn 11170  ax-addcl 11171  ax-addrcl 11172  ax-mulcl 11173  ax-mulrcl 11174  ax-mulcom 11175  ax-addass 11176  ax-mulass 11177  ax-distr 11178  ax-i2m1 11179  ax-1ne0 11180  ax-1rid 11181  ax-rnegex 11182  ax-rrecex 11183  ax-cnre 11184  ax-pre-lttri 11185  ax-pre-lttrn 11186  ax-pre-ltadd 11187  ax-pre-mulgt0 11188

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 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7865  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-supp 8159  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-1o 8455  df-er 8696  df-map 8828  df-ixp 8898  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-fin 8949  df-pnf 11256  df-mnf 11257  df-xr 11258  df-ltxr 11259  df-le 11260  df-sub 11454  df-neg 11455  df-nn 12245  df-2 12314  df-3 12315  df-4 12316  df-5 12317  df-6 12318  df-7 12319  df-8 12320  df-9 12321  df-n0 12516  df-z 12603  df-dec 12724  df-uz 12875  df-fz 13548  df-struct 17225  df-slot 17260  df-ndx 17272  df-base 17288  df-hom 17352  df-cco 17353  df-cat 17742  df-cid 17743  df-sect 17822  df-inv 17823  df-iso 17824  df-cic 17871  df-func 17933  df-idfu 17934  df-cofu 17935  df-full 17981  df-fth 17982  df-termo 18060  df-catc 18174  df-thinc 50229  df-termc 50284

This theorem is used by:  termcterm3  50326  termcciso  50327  termc2  50329