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Theorem isfth 15527
Description: Value of the set of faithful functors between two categories. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Jan-2017.)
Hypothesis
Ref Expression
isfth.b  |-  B  =  ( Base `  C
)
Assertion
Ref Expression
isfth  |-  ( F ( C Faith  D ) G  <->  ( F ( C  Func  D ) G  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x G y ) ) )
Distinct variable groups:    x, y, B    x, C, y    x, D, y    x, F, y   
x, G, y

Proof of Theorem isfth
Dummy variables  c 
d  f  g are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fthfunc 15520 . . 3  |-  ( C Faith 
D )  C_  ( C  Func  D )
21ssbri 4437 . 2  |-  ( F ( C Faith  D ) G  ->  F ( C  Func  D ) G )
3 df-br 4396 . . . . . . 7  |-  ( F ( C  Func  D
) G  <->  <. F ,  G >.  e.  ( C 
Func  D ) )
4 funcrcl 15476 . . . . . . 7  |-  ( <. F ,  G >.  e.  ( C  Func  D
)  ->  ( C  e.  Cat  /\  D  e. 
Cat ) )
53, 4sylbi 195 . . . . . 6  |-  ( F ( C  Func  D
) G  ->  ( C  e.  Cat  /\  D  e.  Cat ) )
6 oveq12 6287 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( c  =  C  /\  d  =  D )  ->  ( c  Func  d
)  =  ( C 
Func  D ) )
76breqd 4406 . . . . . . . . 9  |-  ( ( c  =  C  /\  d  =  D )  ->  ( f ( c 
Func  d ) g  <-> 
f ( C  Func  D ) g ) )
8 simpl 455 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( c  =  C  /\  d  =  D )  ->  c  =  C )
98fveq2d 5853 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( c  =  C  /\  d  =  D )  ->  ( Base `  c
)  =  ( Base `  C ) )
10 isfth.b . . . . . . . . . . 11  |-  B  =  ( Base `  C
)
119, 10syl6eqr 2461 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( c  =  C  /\  d  =  D )  ->  ( Base `  c
)  =  B )
1211raleqdv 3010 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( c  =  C  /\  d  =  D )  ->  ( A. y  e.  ( Base `  c
) Fun  `' (
x g y )  <->  A. y  e.  B  Fun  `' ( x g y ) ) )
1311, 12raleqbidv 3018 . . . . . . . . 9  |-  ( ( c  =  C  /\  d  =  D )  ->  ( A. x  e.  ( Base `  c
) A. y  e.  ( Base `  c
) Fun  `' (
x g y )  <->  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x g y ) ) )
147, 13anbi12d 709 . . . . . . . 8  |-  ( ( c  =  C  /\  d  =  D )  ->  ( ( f ( c  Func  d )
g  /\  A. x  e.  ( Base `  c
) A. y  e.  ( Base `  c
) Fun  `' (
x g y ) )  <->  ( f ( C  Func  D )
g  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x g y ) ) ) )
1514opabbidv 4458 . . . . . . 7  |-  ( ( c  =  C  /\  d  =  D )  ->  { <. f ,  g
>.  |  ( f
( c  Func  d
) g  /\  A. x  e.  ( Base `  c ) A. y  e.  ( Base `  c
) Fun  `' (
x g y ) ) }  =  { <. f ,  g >.  |  ( f ( C  Func  D )
g  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x g y ) ) } )
16 df-fth 15518 . . . . . . 7  |- Faith  =  ( c  e.  Cat , 
d  e.  Cat  |->  {
<. f ,  g >.  |  ( f ( c  Func  d )
g  /\  A. x  e.  ( Base `  c
) A. y  e.  ( Base `  c
) Fun  `' (
x g y ) ) } )
17 ovex 6306 . . . . . . . 8  |-  ( C 
Func  D )  e.  _V
18 simpl 455 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( f ( C  Func  D ) g  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x g y ) )  ->  f
( C  Func  D
) g )
1918ssopab2i 4718 . . . . . . . . 9  |-  { <. f ,  g >.  |  ( f ( C  Func  D ) g  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x g y ) ) }  C_  {
<. f ,  g >.  |  f ( C 
Func  D ) g }
20 opabss 4456 . . . . . . . . 9  |-  { <. f ,  g >.  |  f ( C  Func  D
) g }  C_  ( C  Func  D )
2119, 20sstri 3451 . . . . . . . 8  |-  { <. f ,  g >.  |  ( f ( C  Func  D ) g  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x g y ) ) }  C_  ( C  Func  D )
2217, 21ssexi 4539 . . . . . . 7  |-  { <. f ,  g >.  |  ( f ( C  Func  D ) g  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x g y ) ) }  e.  _V
2315, 16, 22ovmpt2a 6414 . . . . . 6  |-  ( ( C  e.  Cat  /\  D  e.  Cat )  ->  ( C Faith  D )  =  { <. f ,  g >.  |  ( f ( C  Func  D ) g  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x g y ) ) } )
245, 23syl 17 . . . . 5  |-  ( F ( C  Func  D
) G  ->  ( C Faith  D )  =  { <. f ,  g >.  |  ( f ( C  Func  D )
g  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x g y ) ) } )
2524breqd 4406 . . . 4  |-  ( F ( C  Func  D
) G  ->  ( F ( C Faith  D
) G  <->  F { <. f ,  g >.  |  ( f ( C  Func  D )
g  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x g y ) ) } G ) )
26 relfunc 15475 . . . . . 6  |-  Rel  ( C  Func  D )
27 brrelex12 4861 . . . . . 6  |-  ( ( Rel  ( C  Func  D )  /\  F ( C  Func  D ) G )  ->  ( F  e.  _V  /\  G  e.  _V ) )
2826, 27mpan 668 . . . . 5  |-  ( F ( C  Func  D
) G  ->  ( F  e.  _V  /\  G  e.  _V ) )
29 breq12 4400 . . . . . . 7  |-  ( ( f  =  F  /\  g  =  G )  ->  ( f ( C 
Func  D ) g  <->  F ( C  Func  D ) G ) )
30 simpr 459 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( f  =  F  /\  g  =  G )  ->  g  =  G )
3130oveqd 6295 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( f  =  F  /\  g  =  G )  ->  ( x g y )  =  ( x G y ) )
3231cnveqd 4999 . . . . . . . . 9  |-  ( ( f  =  F  /\  g  =  G )  ->  `' ( x g y )  =  `' ( x G y ) )
3332funeqd 5590 . . . . . . . 8  |-  ( ( f  =  F  /\  g  =  G )  ->  ( Fun  `' ( x g y )  <->  Fun  `' ( x G y ) ) )
34332ralbidv 2848 . . . . . . 7  |-  ( ( f  =  F  /\  g  =  G )  ->  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x g y )  <->  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x G y ) ) )
3529, 34anbi12d 709 . . . . . 6  |-  ( ( f  =  F  /\  g  =  G )  ->  ( ( f ( C  Func  D )
g  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x g y ) )  <->  ( F ( C  Func  D ) G  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x G y ) ) ) )
36 eqid 2402 . . . . . 6  |-  { <. f ,  g >.  |  ( f ( C  Func  D ) g  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x g y ) ) }  =  { <. f ,  g
>.  |  ( f
( C  Func  D
) g  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x g y ) ) }
3735, 36brabga 4704 . . . . 5  |-  ( ( F  e.  _V  /\  G  e.  _V )  ->  ( F { <. f ,  g >.  |  ( f ( C  Func  D ) g  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x g y ) ) } G  <->  ( F ( C  Func  D ) G  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x G y ) ) ) )
3828, 37syl 17 . . . 4  |-  ( F ( C  Func  D
) G  ->  ( F { <. f ,  g
>.  |  ( f
( C  Func  D
) g  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x g y ) ) } G  <->  ( F ( C  Func  D ) G  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x G y ) ) ) )
3925, 38bitrd 253 . . 3  |-  ( F ( C  Func  D
) G  ->  ( F ( C Faith  D
) G  <->  ( F
( C  Func  D
) G  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x G y ) ) ) )
4039bianabs 881 . 2  |-  ( F ( C  Func  D
) G  ->  ( F ( C Faith  D
) G  <->  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x G y ) ) )
412, 40biadan2 640 1  |-  ( F ( C Faith  D ) G  <->  ( F ( C  Func  D ) G  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  Fun  `' ( x G y ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    <-> wb 184    /\ wa 367    = wceq 1405    e. wcel 1842   A.wral 2754   _Vcvv 3059   <.cop 3978   class class class wbr 4395   {copab 4452   `'ccnv 4822   Rel wrel 4828   Fun wfun 5563   ` cfv 5569  (class class class)co 6278   Basecbs 14841   Catccat 15278    Func cfunc 15467   Faith cfth 15516
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1639  ax-4 1652  ax-5 1725  ax-6 1771  ax-7 1814  ax-8 1844  ax-9 1846  ax-10 1861  ax-11 1866  ax-12 1878  ax-13 2026  ax-ext 2380  ax-sep 4517  ax-nul 4525  ax-pow 4572  ax-pr 4630  ax-un 6574
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 368  df-an 369  df-3an 976  df-tru 1408  df-ex 1634  df-nf 1638  df-sb 1764  df-eu 2242  df-mo 2243  df-clab 2388  df-cleq 2394  df-clel 2397  df-nfc 2552  df-ne 2600  df-ral 2759  df-rex 2760  df-rab 2763  df-v 3061  df-sbc 3278  df-csb 3374  df-dif 3417  df-un 3419  df-in 3421  df-ss 3428  df-nul 3739  df-if 3886  df-sn 3973  df-pr 3975  df-op 3979  df-uni 4192  df-iun 4273  df-br 4396  df-opab 4454  df-mpt 4455  df-id 4738  df-xp 4829  df-rel 4830  df-cnv 4831  df-co 4832  df-dm 4833  df-rn 4834  df-res 4835  df-ima 4836  df-iota 5533  df-fun 5571  df-fv 5577  df-ov 6281  df-oprab 6282  df-mpt2 6283  df-1st 6784  df-2nd 6785  df-func 15471  df-fth 15518
This theorem is referenced by:  isfth2  15528  fthpropd  15534  fthoppc  15536  fthres2b  15543  fthres2c  15544  fthres2  15545
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