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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 ffvelrnda 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 1oex 1 𝑜 V
43 42 prid2 1 𝑜 1 𝑜
44 df2o3 2 𝑜 = 1 𝑜
45 43 44 eleqtrri 1 𝑜 2 𝑜
46 0ex V
47 46 prid1 1 𝑜
48 47 44 eleqtrri 2 𝑜
49 45 48 ifcli if a ran F 1 𝑜 2 𝑜
50 49 a1i a Y if a ran F 1 𝑜 2 𝑜
51 41 50 fmpti a Y if a ran F 1 𝑜 : Y 2 𝑜
52 51 a1i φ F X E Y a Y if a ran F 1 𝑜 : Y 2 𝑜
53 1 37 9 38 39 40 19 52 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
54 fconst6g 1 𝑜 2 𝑜 Y × 1 𝑜 : Y 2 𝑜
55 45 54 mp1i φ F X E Y Y × 1 𝑜 : Y 2 𝑜
56 1 37 9 38 39 40 19 55 setcco φ F X E Y Y × 1 𝑜 X Y comp C 2 𝑜 F = Y × 1 𝑜 F
57 36 53 56 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
58 11 adantr φ F X E Y C Cat
59 13 adantr φ F X E Y X Base C
60 14 adantr φ F X E Y Y Base C
61 6 12 eleqtrd φ 2 𝑜 Base C
62 61 adantr φ F X E Y 2 𝑜 Base C
63 simpr φ F X E Y F X E Y
64 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
65 52 64 mpbird φ F X E Y a Y if a ran F 1 𝑜 Y Hom C 2 𝑜
66 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
67 55 66 mpbird φ F X E Y Y × 1 𝑜 Y Hom C 2 𝑜
68 7 8 9 5 58 59 60 62 63 65 67 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
69 57 68 mpbid φ F X E Y a Y if a ran F 1 𝑜 = Y × 1 𝑜
70 69 32 eqtrdi φ F X E Y a Y if a ran F 1 𝑜 = a Y 1 𝑜
71 49 rgenw a Y if a ran F 1 𝑜 2 𝑜
72 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
73 71 72 ax-mp a Y if a ran F 1 𝑜 = a Y 1 𝑜 a Y if a ran F 1 𝑜 = 1 𝑜
74 70 73 sylib φ F X E Y a Y if a ran F 1 𝑜 = 1 𝑜
75 1n0 1 𝑜
76 75 nesymi ¬ = 1 𝑜
77 iffalse ¬ a ran F if a ran F 1 𝑜 =
78 77 eqeq1d ¬ a ran F if a ran F 1 𝑜 = 1 𝑜 = 1 𝑜
79 76 78 mtbiri ¬ a ran F ¬ if a ran F 1 𝑜 = 1 𝑜
80 79 con4i if a ran F 1 𝑜 = 1 𝑜 a ran F
81 80 ralimi a Y if a ran F 1 𝑜 = 1 𝑜 a Y a ran F
82 74 81 syl φ F X E Y a Y a ran F
83 dfss3 Y ran F a Y a ran F
84 82 83 sylibr φ F X E Y Y ran F
85 20 84 eqssd φ F X E Y ran F = Y
86 dffo2 F : X onto Y F : X Y ran F = Y
87 19 85 86 sylanbrc φ F X E Y F : X onto Y
88 fof F : X onto Y F : X Y
89 88 adantl φ F : X onto Y F : X Y
90 17 biimpar φ F : X Y F X Hom C Y
91 89 90 syldan φ F : X onto Y F X Hom C Y
92 12 adantr φ F : X onto Y U = Base C
93 92 eleq2d φ F : X onto Y z U z Base C
94 2 ad2antrr φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z U V
95 3 ad2antrr φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z X U
96 4 ad2antrr φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z Y U
97 simprl φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z z U
98 89 adantr φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z F : X Y
99 simprrl φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z g Y Hom C z
100 1 94 8 96 97 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
101 99 100 mpbid φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z g : Y z
102 1 94 9 95 96 97 98 101 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
103 simprrr φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z h Y Hom C z
104 1 94 8 96 97 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
105 103 104 mpbid φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z h : Y z
106 1 94 9 95 96 97 98 105 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
107 102 106 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
108 simplr φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z F : X onto Y
109 101 ffnd φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z g Fn Y
110 105 ffnd φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z h Fn Y
111 cocan2 F : X onto Y g Fn Y h Fn Y g F = h F g = h
112 108 109 110 111 syl3anc φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z g F = h F g = h
113 112 biimpd φ F : X onto Y z U g Y Hom C z h Y Hom C z g F = h F g = h
114 107 113 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
115 114 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
116 115 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
117 116 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
118 93 117 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
119 118 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
120 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
121 120 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
122 91 119 121 mpbir2and φ F : X onto Y F X E Y
123 87 122 impbida φ F X E Y F : X onto Y