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Theorem setcepi

Description: An epimorphism of sets is a surjection. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses setcmon.c C = SetCat U
setcmon.u φ U V
setcmon.x φ X U
setcmon.y φ Y U
setcepi.h E = Epi C
setcepi.2 φ 2 𝑜 U
Assertion setcepi φ F X E Y F : X onto Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 setcmon.c C = SetCat U
2 setcmon.u φ U V
3 setcmon.x φ X U
4 setcmon.y φ Y U
5 setcepi.h E = Epi C
6 setcepi.2 φ 2 𝑜 U
7 eqid Base C = Base C
8 eqid Hom C = Hom C
9 eqid comp C = comp C
10 1 setccat U V C Cat
11 2 10 syl φ C Cat
12 1 2 setcbas φ U = Base C
13 3 12 eleqtrd φ X Base C
14 4 12 eleqtrd φ Y Base C
15 7 8 9 5 11 13 14 epihom φ X E Y X Hom C Y
16 15 sselda φ F X E Y F X Hom C Y
17 1 2 8 3 4 elsetchom φ F X Hom C Y F : X Y
18 17 biimpa φ F X Hom C Y F : X Y
19 16 18 syldan φ F X E Y F : X Y
20 19 frnd φ F X E Y ran F Y
21 19 ffnd φ F X E Y F Fn X
22 fnfvelrn F Fn X x X F x ran F
23 21 22 sylan φ F X E Y x X F x ran F
24 23 iftrued φ F X E Y x X if F x ran F 1 𝑜 = 1 𝑜
25 24 mpteq2dva φ F X E Y x X if F x ran F 1 𝑜 = x X 1 𝑜
26 19 ffvelcdmda φ F X E Y x X F x Y
27 19 feqmptd φ F X E Y F = x X F x
28 eqidd φ F X E Y a Y if a ran F 1 𝑜 = a Y if a ran F 1 𝑜
29 eleq1 a = F x a ran F F x ran F
30 29 ifbid a = F x if a ran F 1 𝑜 = if F x ran F 1 𝑜
31 26 27 28 30 fmptco φ F X E Y a Y if a ran F 1 𝑜 F = x X if F x ran F 1 𝑜
32 fconstmpt Y × 1 𝑜 = a Y 1 𝑜
33 32 a1i φ F X E Y Y × 1 𝑜 = a Y 1 𝑜
34 eqidd a = F x 1 𝑜 = 1 𝑜
35 26 27 33 34 fmptco φ F X E Y Y × 1 𝑜 F = x X 1 𝑜
36 25 31 35 3eqtr4d φ F X E Y a Y if a ran F 1 𝑜 F = Y × 1 𝑜 F
37 2 adantr φ F X E Y U V
38 3 adantr φ F X E Y X U
39 4 adantr φ F X E Y Y U
40 6 adantr φ F X E Y 2 𝑜 U
41 eqid a Y if a ran F 1 𝑜 = a Y if a ran F 1 𝑜
42 1oelpr 1 𝑜 1 𝑜
43 df2o3 2 𝑜 = 1 𝑜
44 42 43 eleqtrri 1 𝑜 2 𝑜
45 0ex V
46 45 prid1 1 𝑜
47 46 43 eleqtrri 2 𝑜
48 44 47 ifcli if a ran F 1 𝑜 2 𝑜
49 48 a1i a Y if a ran F 1 𝑜 2 𝑜
50 41 49 fmpti a Y if a ran F 1 𝑜 : Y 2 𝑜
51 50 a1i φ F X E Y a Y if a ran F 1 𝑜 : Y 2 𝑜
52 1 37 9 38 39 40 19 51 setcco φ F X E Y a Y if a ran F 1 𝑜 X Y comp C 2 𝑜 F = a Y if a ran F 1 𝑜 F
53 fconst6g 1 𝑜 2 𝑜 Y × 1 𝑜 : Y 2 𝑜
54 44 53 mp1i φ F X E Y Y × 1 𝑜 : Y 2 𝑜
55 1 37 9 38 39 40 19 54 setcco φ F X E Y Y × 1 𝑜 X Y comp C 2 𝑜 F = Y × 1 𝑜 F
56 36 52 55 3eqtr4d φ F X E Y a Y if a ran F 1 𝑜 X Y comp C 2 𝑜 F = Y × 1 𝑜 X Y comp C 2 𝑜 F
57 11 adantr φ F X E Y C Cat
58 13 adantr φ F X E Y X Base C
59 14 adantr φ F X E Y Y Base C
60 6 12 eleqtrd φ 2 𝑜 Base C
61 60 adantr φ F X E Y 2 𝑜 Base C
62 simpr φ F X E Y F X E Y
63 1 37 8 39 40 elsetchom φ F X E Y a Y if a ran F 1 𝑜 Y Hom C 2 𝑜 a Y if a ran F 1 𝑜 : Y 2 𝑜
64 51 63 mpbird φ F X E Y a Y if a ran F 1 𝑜 Y Hom C 2 𝑜
65 1 37 8 39 40 elsetchom φ F X E Y Y × 1 𝑜 Y Hom C 2 𝑜 Y × 1 𝑜 : Y 2 𝑜
66 54 65 mpbird φ F X E Y Y × 1 𝑜 Y Hom C 2 𝑜
67 7 8 9 5 57 58 59 61 62 64 66 epii φ F X E Y a Y if a ran F 1 𝑜 X Y comp C 2 𝑜 F = Y × 1 𝑜 X Y comp C 2 𝑜 F a Y if a ran F 1 𝑜 = Y × 1 𝑜
68 56 67 mpbid φ F X E Y a Y if a ran F 1 𝑜 = Y × 1 𝑜
69 68 32 eqtrdi φ F X E Y a Y if a ran F 1 𝑜 = a Y 1 𝑜
70 48 rgenw a Y if a ran F 1 𝑜 2 𝑜
71 mpteqb a Y if a ran F 1 𝑜 2 𝑜 a Y if a ran F 1 𝑜 = a Y 1 𝑜 a Y if a ran F 1 𝑜 = 1 𝑜
72 70 71 ax-mp a Y if a ran F 1 𝑜 = a Y 1 𝑜 a Y if a ran F 1 𝑜 = 1 𝑜
73 69 72 sylib φ F X E Y a Y if a ran F 1 𝑜 = 1 𝑜
74 1n0 1 𝑜
75 74 nesymi ¬ = 1 𝑜
76 iffalse ¬ a ran F if a ran F 1 𝑜 =
77 76 eqeq1d ¬ a ran F if a ran F 1 𝑜 = 1 𝑜 = 1 𝑜
78 75 77 mtbiri ¬ a ran F ¬ if a ran F 1 𝑜 = 1 𝑜
79 78 con4i if a ran F 1 𝑜 = 1 𝑜 a ran F
80 79 ralimi a Y if a ran F 1 𝑜 = 1 𝑜 a Y a ran F
81 73 80 syl φ F X E Y a Y a ran F
82 dfss3 Y ran F a Y a ran F
83 81 82 sylibr φ F X E Y Y ran F
84 20 83 eqssd φ F X E Y ran F = Y
85 dffo2 F : X onto Y F : X Y ran F = Y
86 19 84 85 sylanbrc φ F X E Y F : X onto Y
87 fof F : X onto Y F : X Y
88 87 adantl φ F : X onto Y F : X Y
89 17 biimpar φ F : X Y F X Hom C Y
90 88 89 syldan φ F : X onto Y F X Hom C Y
91 12 adantr φ F : X onto Y U = Base C
92 91 eleq2d φ F : X onto Y z U z Base C
93 2 ad2antrr φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z U V
94 3 ad2antrr φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z X U
95 4 ad2antrr φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z Y U
96 simprl φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z z U
97 88 adantr φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z F : X Y
98 simprrl φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z g Y Hom C z
99 1 93 8 95 96 elsetchom φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z g Y Hom C z g : Y z
100 98 99 mpbid φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z g : Y z
101 1 93 9 94 95 96 97 100 setcco φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z g X Y comp C z F = g F
102 simprrr φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z h Y Hom C z
103 1 93 8 95 96 elsetchom φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z h Y Hom C z h : Y z
104 102 103 mpbid φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z h : Y z
105 1 93 9 94 95 96 97 104 setcco φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z h X Y comp C z F = h F
106 101 105 eqeq12d φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z g X Y comp C z F = h X Y comp C z F g F = h F
107 simplr φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z F : X onto Y
108 100 ffnd φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z g Fn Y
109 104 ffnd φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z h Fn Y
110 cocan2 F : X onto Y g Fn Y h Fn Y g F = h F g = h
111 107 108 109 110 syl3anc φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z g F = h F g = h
112 111 biimpd φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z g F = h F g = h
113 106 112 sylbid φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z g X Y comp C z F = h X Y comp C z F g = h
114 113 anassrs φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z g X Y comp C z F = h X Y comp C z F g = h
115 114 ralrimivva φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z g X Y comp C z F = h X Y comp C z F g = h
116 115 ex φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z g X Y comp C z F = h X Y comp C z F g = h
117 92 116 sylbird φ F : X onto Y z Base C g Y Hom C z h Y Hom C z g X Y comp C z F = h X Y comp C z F g = h
118 117 ralrimiv φ F : X onto Y z Base C g Y Hom C z h Y Hom C z g X Y comp C z F = h X Y comp C z F g = h
119 7 8 9 5 11 13 14 isepi2 φ F X E Y F X Hom C Y z Base C g Y Hom C z h Y Hom C z g X Y comp C z F = h X Y comp C z F g = h
120 119 adantr φ F : X onto Y F X E Y F X Hom C Y z Base C g Y Hom C z h Y Hom C z g X Y comp C z F = h X Y comp C z F g = h
121 90 118 120 mpbir2and φ F : X onto Y F X E Y
122 86 121 impbida φ F X E Y F : X onto Y