Theorem thinciso 48727

Description: In a thin category, 𝐹:𝑋⟶𝑌 is an isomorphism iff there is a morphism from 𝑌 to 𝑋. (Contributed by Zhi Wang, 25-Sep-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
thincsect.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ThinCat)
thincsect.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐶)
thincsect.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
thincsect.y	⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝐵)
thinciso.h	⊢ 𝐻 = (Hom ‘𝐶)
thinciso.i	⊢ 𝐼 = (Iso‘𝐶)
thinciso.f	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌))

Assertion

Ref	Expression
thinciso	⊢ (𝜑 → (𝐹 ∈ (𝑋𝐼𝑌) ↔ (𝑌𝐻𝑋) ≠ ∅))

Proof of Theorem thinciso

Dummy variable 𝑔 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		thincsect.b	. . 3 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐶)
2		thinciso.h	. . 3 ⊢ 𝐻 = (Hom ‘𝐶)
3		thinciso.i	. . 3 ⊢ 𝐼 = (Iso‘𝐶)
4		eqid 2740	. . 3 ⊢ (Sect‘𝐶) = (Sect‘𝐶)
5		thincsect.c	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ThinCat)
6	5	thinccd 48692	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ Cat)
7		thincsect.x	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
8		thincsect.y	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝐵)
9		thinciso.f	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌))
10	1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9	dfiso3 17834	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐹 ∈ (𝑋𝐼𝑌) ↔ ∃𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋)(𝑔(𝑌(Sect‘𝐶)𝑋)𝐹 ∧ 𝐹(𝑋(Sect‘𝐶)𝑌)𝑔)))
11		simprl 770	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑌𝐻𝑋) ≠ ∅) ∧ (𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋) ∧ ⊤)) → 𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋))
12	9	ad2antrr 725	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑌𝐻𝑋) ≠ ∅) ∧ (𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋) ∧ ⊤)) → 𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌))
13	5	ad2antrr 725	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑌𝐻𝑋) ≠ ∅) ∧ (𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋) ∧ ⊤)) → 𝐶 ∈ ThinCat)
14	8	ad2antrr 725	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑌𝐻𝑋) ≠ ∅) ∧ (𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋) ∧ ⊤)) → 𝑌 ∈ 𝐵)
15	7	ad2antrr 725	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑌𝐻𝑋) ≠ ∅) ∧ (𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋) ∧ ⊤)) → 𝑋 ∈ 𝐵)
16	13, 1, 14, 15, 4, 2	thincsect 48724	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑌𝐻𝑋) ≠ ∅) ∧ (𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋) ∧ ⊤)) → (𝑔(𝑌(Sect‘𝐶)𝑋)𝐹 ↔ (𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌))))
17	11, 12, 16	mpbir2and 712	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑌𝐻𝑋) ≠ ∅) ∧ (𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋) ∧ ⊤)) → 𝑔(𝑌(Sect‘𝐶)𝑋)𝐹)
18	13, 1, 15, 14, 4, 2	thincsect 48724	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑌𝐻𝑋) ≠ ∅) ∧ (𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋) ∧ ⊤)) → (𝐹(𝑋(Sect‘𝐶)𝑌)𝑔 ↔ (𝐹 ∈ (𝑋𝐻𝑌) ∧ 𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋))))
19	12, 11, 18	mpbir2and 712	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑌𝐻𝑋) ≠ ∅) ∧ (𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋) ∧ ⊤)) → 𝐹(𝑋(Sect‘𝐶)𝑌)𝑔)
20	17, 19	jca 511	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑌𝐻𝑋) ≠ ∅) ∧ (𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋) ∧ ⊤)) → (𝑔(𝑌(Sect‘𝐶)𝑋)𝐹 ∧ 𝐹(𝑋(Sect‘𝐶)𝑌)𝑔))
21		trud 1547	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋)) → ⊤)
22	21	reximdva0 4378	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑌𝐻𝑋) ≠ ∅) → ∃𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋)⊤)
23	20, 22	reximddv 3177	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑌𝐻𝑋) ≠ ∅) → ∃𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋)(𝑔(𝑌(Sect‘𝐶)𝑋)𝐹 ∧ 𝐹(𝑋(Sect‘𝐶)𝑌)𝑔))
24		rexn0 4534	. . . 4 ⊢ (∃𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋)(𝑔(𝑌(Sect‘𝐶)𝑋)𝐹 ∧ 𝐹(𝑋(Sect‘𝐶)𝑌)𝑔) → (𝑌𝐻𝑋) ≠ ∅)
25	24	adantl 481	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ ∃𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋)(𝑔(𝑌(Sect‘𝐶)𝑋)𝐹 ∧ 𝐹(𝑋(Sect‘𝐶)𝑌)𝑔)) → (𝑌𝐻𝑋) ≠ ∅)
26	23, 25	impbida 800	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑌𝐻𝑋) ≠ ∅ ↔ ∃𝑔 ∈ (𝑌𝐻𝑋)(𝑔(𝑌(Sect‘𝐶)𝑋)𝐹 ∧ 𝐹(𝑋(Sect‘𝐶)𝑌)𝑔)))
27	10, 26	bitr4d 282	1 ⊢ (𝜑 → (𝐹 ∈ (𝑋𝐼𝑌) ↔ (𝑌𝐻𝑋) ≠ ∅))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1537  ⊤wtru 1538   ∈ wcel 2108   ≠ wne 2946  ∃wrex 3076  ∅c0 4352   class class class wbr 5166  ‘cfv 6573  (class class class)co 7448  Basecbs 17258  Hom chom 17322  Sectcsect 17805  Isociso 17807  ThinCatcthinc 48686

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2711  ax-rep 5303  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pow 5383  ax-pr 5447  ax-un 7770

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2065  df-mo 2543  df-eu 2572  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-nfc 2895  df-ne 2947  df-ral 3068  df-rex 3077  df-rmo 3388  df-reu 3389  df-rab 3444  df-v 3490  df-sbc 3805  df-csb 3922  df-dif 3979  df-un 3981  df-in 3983  df-ss 3993  df-nul 4353  df-if 4549  df-pw 4624  df-sn 4649  df-pr 4651  df-op 4655  df-uni 4932  df-iun 5017  df-br 5167  df-opab 5229  df-mpt 5250  df-id 5593  df-xp 5706  df-rel 5707  df-cnv 5708  df-co 5709  df-dm 5710  df-rn 5711  df-res 5712  df-ima 5713  df-iota 6525  df-fun 6575  df-fn 6576  df-f 6577  df-f1 6578  df-fo 6579  df-f1o 6580  df-fv 6581  df-riota 7404  df-ov 7451  df-oprab 7452  df-mpo 7453  df-1st 8030  df-2nd 8031  df-cat 17726  df-cid 17727  df-sect 17808  df-inv 17809  df-iso 17810  df-thinc 48687

This theorem is referenced by:  thinccic  48728