Database
BASIC CATEGORY THEORY
Examples of categories
The category of sets
setcmon
Next ⟩
setcepi
Metamath Proof Explorer
Ascii
Unicode
Theorem
setcmon
Description:
A monomorphism of sets is an injection.
(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
setcmon.h
⊢
M
=
Mono
C
Assertion
setcmon
⊢
φ
→
F
∈
X
M
Y
↔
F
:
X
⟶
1-1
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
setcmon.h
⊢
M
=
Mono
C
6
eqid
⊢
Base
C
=
Base
C
7
eqid
⊢
Hom
C
=
Hom
C
8
eqid
⊢
comp
C
=
comp
C
9
1
setccat
⊢
U
∈
V
→
C
∈
Cat
10
2
9
syl
⊢
φ
→
C
∈
Cat
11
1
2
setcbas
⊢
φ
→
U
=
Base
C
12
3
11
eleqtrd
⊢
φ
→
X
∈
Base
C
13
4
11
eleqtrd
⊢
φ
→
Y
∈
Base
C
14
6
7
8
5
10
12
13
monhom
⊢
φ
→
X
M
Y
⊆
X
Hom
C
Y
15
14
sselda
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
→
F
∈
X
Hom
C
Y
16
1
2
7
3
4
elsetchom
⊢
φ
→
F
∈
X
Hom
C
Y
↔
F
:
X
⟶
Y
17
16
biimpa
⊢
φ
∧
F
∈
X
Hom
C
Y
→
F
:
X
⟶
Y
18
15
17
syldan
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
→
F
:
X
⟶
Y
19
simprr
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
F
x
=
F
y
20
19
sneqd
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
F
x
=
F
y
21
20
xpeq2d
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
X
×
F
x
=
X
×
F
y
22
18
adantr
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
F
:
X
⟶
Y
23
22
ffnd
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
F
Fn
X
24
simprll
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
x
∈
X
25
fcoconst
⊢
F
Fn
X
∧
x
∈
X
→
F
∘
X
×
x
=
X
×
F
x
26
23
24
25
syl2anc
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
F
∘
X
×
x
=
X
×
F
x
27
simprlr
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
y
∈
X
28
fcoconst
⊢
F
Fn
X
∧
y
∈
X
→
F
∘
X
×
y
=
X
×
F
y
29
23
27
28
syl2anc
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
F
∘
X
×
y
=
X
×
F
y
30
21
26
29
3eqtr4d
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
F
∘
X
×
x
=
F
∘
X
×
y
31
2
ad2antrr
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
U
∈
V
32
3
ad2antrr
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
X
∈
U
33
4
ad2antrr
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
Y
∈
U
34
fconst6g
⊢
x
∈
X
→
X
×
x
:
X
⟶
X
35
24
34
syl
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
X
×
x
:
X
⟶
X
36
1
31
8
32
32
33
35
22
setcco
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
F
X
X
comp
C
Y
X
×
x
=
F
∘
X
×
x
37
fconst6g
⊢
y
∈
X
→
X
×
y
:
X
⟶
X
38
27
37
syl
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
X
×
y
:
X
⟶
X
39
1
31
8
32
32
33
38
22
setcco
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
F
X
X
comp
C
Y
X
×
y
=
F
∘
X
×
y
40
30
36
39
3eqtr4d
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
F
X
X
comp
C
Y
X
×
x
=
F
X
X
comp
C
Y
X
×
y
41
10
ad2antrr
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
C
∈
Cat
42
12
ad2antrr
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
X
∈
Base
C
43
13
ad2antrr
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
Y
∈
Base
C
44
simplr
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
F
∈
X
M
Y
45
1
31
7
32
32
elsetchom
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
X
×
x
∈
X
Hom
C
X
↔
X
×
x
:
X
⟶
X
46
35
45
mpbird
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
X
×
x
∈
X
Hom
C
X
47
1
31
7
32
32
elsetchom
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
X
×
y
∈
X
Hom
C
X
↔
X
×
y
:
X
⟶
X
48
38
47
mpbird
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
X
×
y
∈
X
Hom
C
X
49
6
7
8
5
41
42
43
42
44
46
48
moni
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
F
X
X
comp
C
Y
X
×
x
=
F
X
X
comp
C
Y
X
×
y
↔
X
×
x
=
X
×
y
50
40
49
mpbid
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
X
×
x
=
X
×
y
51
50
fveq1d
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
X
×
x
x
=
X
×
y
x
52
vex
⊢
x
∈
V
53
52
fvconst2
⊢
x
∈
X
→
X
×
x
x
=
x
54
24
53
syl
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
X
×
x
x
=
x
55
vex
⊢
y
∈
V
56
55
fvconst2
⊢
x
∈
X
→
X
×
y
x
=
y
57
24
56
syl
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
X
×
y
x
=
y
58
51
54
57
3eqtr3d
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
∧
F
x
=
F
y
→
x
=
y
59
58
expr
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
∧
x
∈
X
∧
y
∈
X
→
F
x
=
F
y
→
x
=
y
60
59
ralrimivva
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
→
∀
x
∈
X
∀
y
∈
X
F
x
=
F
y
→
x
=
y
61
dff13
⊢
F
:
X
⟶
1-1
Y
↔
F
:
X
⟶
Y
∧
∀
x
∈
X
∀
y
∈
X
F
x
=
F
y
→
x
=
y
62
18
60
61
sylanbrc
⊢
φ
∧
F
∈
X
M
Y
→
F
:
X
⟶
1-1
Y
63
f1f
⊢
F
:
X
⟶
1-1
Y
→
F
:
X
⟶
Y
64
16
biimpar
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
Y
→
F
∈
X
Hom
C
Y
65
63
64
sylan2
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
→
F
∈
X
Hom
C
Y
66
11
adantr
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
→
U
=
Base
C
67
66
eleq2d
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
→
z
∈
U
↔
z
∈
Base
C
68
2
ad2antrr
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
U
∈
V
69
simprl
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
z
∈
U
70
3
ad2antrr
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
X
∈
U
71
4
ad2antrr
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
Y
∈
U
72
simprrl
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
g
∈
z
Hom
C
X
73
1
68
7
69
70
elsetchom
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
g
∈
z
Hom
C
X
↔
g
:
z
⟶
X
74
72
73
mpbid
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
g
:
z
⟶
X
75
63
ad2antlr
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
F
:
X
⟶
Y
76
1
68
8
69
70
71
74
75
setcco
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
F
z
X
comp
C
Y
g
=
F
∘
g
77
simprrr
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
h
∈
z
Hom
C
X
78
1
68
7
69
70
elsetchom
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
h
∈
z
Hom
C
X
↔
h
:
z
⟶
X
79
77
78
mpbid
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
h
:
z
⟶
X
80
1
68
8
69
70
71
79
75
setcco
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
F
z
X
comp
C
Y
h
=
F
∘
h
81
76
80
eqeq12d
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
F
z
X
comp
C
Y
g
=
F
z
X
comp
C
Y
h
↔
F
∘
g
=
F
∘
h
82
simplr
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
F
:
X
⟶
1-1
Y
83
cocan1
⊢
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
g
:
z
⟶
X
∧
h
:
z
⟶
X
→
F
∘
g
=
F
∘
h
↔
g
=
h
84
82
74
79
83
syl3anc
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
F
∘
g
=
F
∘
h
↔
g
=
h
85
84
biimpd
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
F
∘
g
=
F
∘
h
→
g
=
h
86
81
85
sylbid
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
F
z
X
comp
C
Y
g
=
F
z
X
comp
C
Y
h
→
g
=
h
87
86
anassrs
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
∧
g
∈
z
Hom
C
X
∧
h
∈
z
Hom
C
X
→
F
z
X
comp
C
Y
g
=
F
z
X
comp
C
Y
h
→
g
=
h
88
87
ralrimivva
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
∧
z
∈
U
→
∀
g
∈
z
Hom
C
X
∀
h
∈
z
Hom
C
X
F
z
X
comp
C
Y
g
=
F
z
X
comp
C
Y
h
→
g
=
h
89
88
ex
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
→
z
∈
U
→
∀
g
∈
z
Hom
C
X
∀
h
∈
z
Hom
C
X
F
z
X
comp
C
Y
g
=
F
z
X
comp
C
Y
h
→
g
=
h
90
67
89
sylbird
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
→
z
∈
Base
C
→
∀
g
∈
z
Hom
C
X
∀
h
∈
z
Hom
C
X
F
z
X
comp
C
Y
g
=
F
z
X
comp
C
Y
h
→
g
=
h
91
90
ralrimiv
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
→
∀
z
∈
Base
C
∀
g
∈
z
Hom
C
X
∀
h
∈
z
Hom
C
X
F
z
X
comp
C
Y
g
=
F
z
X
comp
C
Y
h
→
g
=
h
92
6
7
8
5
10
12
13
ismon2
⊢
φ
→
F
∈
X
M
Y
↔
F
∈
X
Hom
C
Y
∧
∀
z
∈
Base
C
∀
g
∈
z
Hom
C
X
∀
h
∈
z
Hom
C
X
F
z
X
comp
C
Y
g
=
F
z
X
comp
C
Y
h
→
g
=
h
93
92
adantr
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
→
F
∈
X
M
Y
↔
F
∈
X
Hom
C
Y
∧
∀
z
∈
Base
C
∀
g
∈
z
Hom
C
X
∀
h
∈
z
Hom
C
X
F
z
X
comp
C
Y
g
=
F
z
X
comp
C
Y
h
→
g
=
h
94
65
91
93
mpbir2and
⊢
φ
∧
F
:
X
⟶
1-1
Y
→
F
∈
X
M
Y
95
62
94
impbida
⊢
φ
→
F
∈
X
M
Y
↔
F
:
X
⟶
1-1
Y