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Theorem catciso

Description: A functor is an isomorphism of categories if and only if it is full and faithful, and is a bijection on the objects. Remark 3.28(2) in Adamek p. 34. Note that "catciso.u" is redundant thanks to elbasfv . (Contributed by Mario Carneiro, 29-Jan-2017)

Ref Expression
Hypotheses catciso.c ⊢ C = CatCat ⁡ U
catciso.b ⊢ B = Base C
catciso.r ⊢ R = Base X
catciso.s ⊢ S = Base Y
catciso.u ⊢ φ → U ∈ V
catciso.x ⊢ φ → X ∈ B
catciso.y ⊢ φ → Y ∈ B
catciso.i ⊢ I = Iso ⁡ C
Assertion catciso ⊢ φ → F ∈ X I Y ↔ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 catciso.c ⊢ C = CatCat ⁡ U
2 catciso.b ⊢ B = Base C
3 catciso.r ⊢ R = Base X
4 catciso.s ⊢ S = Base Y
5 catciso.u ⊢ φ → U ∈ V
6 catciso.x ⊢ φ → X ∈ B
7 catciso.y ⊢ φ → Y ∈ B
8 catciso.i ⊢ I = Iso ⁡ C
9 relfunc ⊢ Rel ⁡ X Func Y
10 eqid ⊢ Inv ⁡ C = Inv ⁡ C
11 1 catccat ⊢ U ∈ V → C ∈ Cat
12 5 11 syl ⊢ φ → C ∈ Cat
13 2 10 12 6 7 8 isoval ⊢ φ → X I Y = dom ⁡ X Inv ⁡ C Y
14 13 eleq2d ⊢ φ → F ∈ X I Y ↔ F ∈ dom ⁡ X Inv ⁡ C Y
15 14 biimpa ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → F ∈ dom ⁡ X Inv ⁡ C Y
16 12 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → C ∈ Cat
17 6 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → X ∈ B
18 7 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → Y ∈ B
19 2 10 16 17 18 invfun ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → Fun ⁡ X Inv ⁡ C Y
20 funfvbrb ⊢ Fun ⁡ X Inv ⁡ C Y → F ∈ dom ⁡ X Inv ⁡ C Y ↔ F X Inv ⁡ C Y X Inv ⁡ C Y ⁡ F
21 19 20 syl ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → F ∈ dom ⁡ X Inv ⁡ C Y ↔ F X Inv ⁡ C Y X Inv ⁡ C Y ⁡ F
22 15 21 mpbid ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → F X Inv ⁡ C Y X Inv ⁡ C Y ⁡ F
23 eqid ⊢ Sect ⁡ C = Sect ⁡ C
24 2 10 16 17 18 23 isinv ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → F X Inv ⁡ C Y X Inv ⁡ C Y ⁡ F ↔ F X Sect ⁡ C Y X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∧ X Inv ⁡ C Y ⁡ F Y Sect ⁡ C X F
25 22 24 mpbid ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → F X Sect ⁡ C Y X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∧ X Inv ⁡ C Y ⁡ F Y Sect ⁡ C X F
26 25 simpld ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → F X Sect ⁡ C Y X Inv ⁡ C Y ⁡ F
27 eqid ⊢ Hom ⁡ C = Hom ⁡ C
28 eqid ⊢ comp ⁡ C = comp ⁡ C
29 eqid ⊢ Id ⁡ C = Id ⁡ C
30 2 27 28 29 23 16 17 18 issect ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → F X Sect ⁡ C Y X Inv ⁡ C Y ⁡ F ↔ F ∈ X Hom ⁡ C Y ∧ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∈ Y Hom ⁡ C X ∧ X Inv ⁡ C Y ⁡ F X Y comp ⁡ C X F = Id ⁡ C ⁡ X
31 26 30 mpbid ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → F ∈ X Hom ⁡ C Y ∧ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∈ Y Hom ⁡ C X ∧ X Inv ⁡ C Y ⁡ F X Y comp ⁡ C X F = Id ⁡ C ⁡ X
32 31 simp1d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → F ∈ X Hom ⁡ C Y
33 1 2 5 27 6 7 catchom ⊢ φ → X Hom ⁡ C Y = X Func Y
34 33 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → X Hom ⁡ C Y = X Func Y
35 32 34 eleqtrd ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → F ∈ X Func Y
36 1st2nd ⊢ Rel ⁡ X Func Y ∧ F ∈ X Func Y → F = 1 st ⁡ F 2 nd ⁡ F
37 9 35 36 sylancr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → F = 1 st ⁡ F 2 nd ⁡ F
38 1st2ndbr ⊢ Rel ⁡ X Func Y ∧ F ∈ X Func Y → 1 st ⁡ F X Func Y 2 nd ⁡ F
39 9 35 38 sylancr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → 1 st ⁡ F X Func Y 2 nd ⁡ F
40 eqid ⊢ Hom ⁡ X = Hom ⁡ X
41 eqid ⊢ Hom ⁡ Y = Hom ⁡ Y
42 39 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ F X Func Y 2 nd ⁡ F
43 simprl ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → x ∈ R
44 simprr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → y ∈ R
45 3 40 41 42 43 44 funcf2 ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → x 2 nd ⁡ F y : x Hom ⁡ X y ⟶ 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y
46 relfunc ⊢ Rel ⁡ Y Func X
47 31 simp2d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∈ Y Hom ⁡ C X
48 1 2 5 27 7 6 catchom ⊢ φ → Y Hom ⁡ C X = Y Func X
49 48 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → Y Hom ⁡ C X = Y Func X
50 47 49 eleqtrd ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∈ Y Func X
51 1st2ndbr ⊢ Rel ⁡ Y Func X ∧ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∈ Y Func X → 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F Y Func X 2 nd ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F
52 46 50 51 sylancr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F Y Func X 2 nd ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F
53 52 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F Y Func X 2 nd ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F
54 3 4 42 funcf1 ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ F : R ⟶ S
55 54 43 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ F ⁡ x ∈ S
56 54 44 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ F ⁡ y ∈ S
57 4 41 40 53 55 56 funcf2 ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F 1 st ⁡ F ⁡ y : 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y ⟶ 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ⁡ 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ X 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ⁡ 1 st ⁡ F ⁡ y
58 31 simp3d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → X Inv ⁡ C Y ⁡ F X Y comp ⁡ C X F = Id ⁡ C ⁡ X
59 5 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → U ∈ V
60 1 2 59 28 17 18 17 35 50 catcco ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → X Inv ⁡ C Y ⁡ F X Y comp ⁡ C X F = X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∘ func F
61 eqid ⊢ id func ⁡ X = id func ⁡ X
62 1 2 29 61 5 6 catcid ⊢ φ → Id ⁡ C ⁡ X = id func ⁡ X
63 62 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → Id ⁡ C ⁡ X = id func ⁡ X
64 58 60 63 3eqtr3d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∘ func F = id func ⁡ X
65 64 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∘ func F = id func ⁡ X
66 65 fveq2d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∘ func F = 1 st ⁡ id func ⁡ X
67 66 fveq1d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∘ func F ⁡ x = 1 st ⁡ id func ⁡ X ⁡ x
68 35 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → F ∈ X Func Y
69 50 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∈ Y Func X
70 3 68 69 43 cofu1 ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∘ func F ⁡ x = 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ⁡ 1 st ⁡ F ⁡ x
71 1 2 5 catcbas ⊢ φ → B = U ∩ Cat
72 inss2 ⊢ U ∩ Cat ⊆ Cat
73 71 72 eqsstrdi ⊢ φ → B ⊆ Cat
74 73 6 sseldd ⊢ φ → X ∈ Cat
75 74 ad2antrr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → X ∈ Cat
76 61 3 75 43 idfu1 ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ id func ⁡ X ⁡ x = x
77 67 70 76 3eqtr3d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ⁡ 1 st ⁡ F ⁡ x = x
78 66 fveq1d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∘ func F ⁡ y = 1 st ⁡ id func ⁡ X ⁡ y
79 3 68 69 44 cofu1 ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∘ func F ⁡ y = 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ⁡ 1 st ⁡ F ⁡ y
80 61 3 75 44 idfu1 ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ id func ⁡ X ⁡ y = y
81 78 79 80 3eqtr3d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ⁡ 1 st ⁡ F ⁡ y = y
82 77 81 oveq12d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ⁡ 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ X 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ⁡ 1 st ⁡ F ⁡ y = x Hom ⁡ X y
83 82 feq3d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F 1 st ⁡ F ⁡ y : 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y ⟶ 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ⁡ 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ X 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ⁡ 1 st ⁡ F ⁡ y ↔ 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F 1 st ⁡ F ⁡ y : 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y ⟶ x Hom ⁡ X y
84 57 83 mpbid ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F 1 st ⁡ F ⁡ y : 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y ⟶ x Hom ⁡ X y
85 65 fveq2d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 2 nd ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∘ func F = 2 nd ⁡ id func ⁡ X
86 85 oveqd ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → x 2 nd ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∘ func F y = x 2 nd ⁡ id func ⁡ X y
87 3 68 69 43 44 cofu2nd ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → x 2 nd ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∘ func F y = 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F 1 st ⁡ F ⁡ y ∘ x 2 nd ⁡ F y
88 61 3 75 40 43 44 idfu2nd ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → x 2 nd ⁡ id func ⁡ X y = I ↾ x Hom ⁡ X y
89 86 87 88 3eqtr3d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F 1 st ⁡ F ⁡ y ∘ x 2 nd ⁡ F y = I ↾ x Hom ⁡ X y
90 25 simprd ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → X Inv ⁡ C Y ⁡ F Y Sect ⁡ C X F
91 2 27 28 29 23 16 18 17 issect ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → X Inv ⁡ C Y ⁡ F Y Sect ⁡ C X F ↔ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∈ Y Hom ⁡ C X ∧ F ∈ X Hom ⁡ C Y ∧ F Y X comp ⁡ C Y X Inv ⁡ C Y ⁡ F = Id ⁡ C ⁡ Y
92 90 91 mpbid ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∈ Y Hom ⁡ C X ∧ F ∈ X Hom ⁡ C Y ∧ F Y X comp ⁡ C Y X Inv ⁡ C Y ⁡ F = Id ⁡ C ⁡ Y
93 92 simp3d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → F Y X comp ⁡ C Y X Inv ⁡ C Y ⁡ F = Id ⁡ C ⁡ Y
94 1 2 59 28 18 17 18 50 35 catcco ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → F Y X comp ⁡ C Y X Inv ⁡ C Y ⁡ F = F ∘ func X Inv ⁡ C Y ⁡ F
95 eqid ⊢ id func ⁡ Y = id func ⁡ Y
96 1 2 29 95 5 7 catcid ⊢ φ → Id ⁡ C ⁡ Y = id func ⁡ Y
97 96 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → Id ⁡ C ⁡ Y = id func ⁡ Y
98 93 94 97 3eqtr3d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → F ∘ func X Inv ⁡ C Y ⁡ F = id func ⁡ Y
99 98 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → F ∘ func X Inv ⁡ C Y ⁡ F = id func ⁡ Y
100 99 fveq2d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 2 nd ⁡ F ∘ func X Inv ⁡ C Y ⁡ F = 2 nd ⁡ id func ⁡ Y
101 100 oveqd ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ F ∘ func X Inv ⁡ C Y ⁡ F 1 st ⁡ F ⁡ y = 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ id func ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y
102 4 69 68 55 56 cofu2nd ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ F ∘ func X Inv ⁡ C Y ⁡ F 1 st ⁡ F ⁡ y = 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ⁡ 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ F 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ⁡ 1 st ⁡ F ⁡ y ∘ 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F 1 st ⁡ F ⁡ y
103 77 81 oveq12d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ⁡ 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ F 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ⁡ 1 st ⁡ F ⁡ y = x 2 nd ⁡ F y
104 103 coeq1d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ⁡ 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ F 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ⁡ 1 st ⁡ F ⁡ y ∘ 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F 1 st ⁡ F ⁡ y = x 2 nd ⁡ F y ∘ 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F 1 st ⁡ F ⁡ y
105 102 104 eqtrd ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ F ∘ func X Inv ⁡ C Y ⁡ F 1 st ⁡ F ⁡ y = x 2 nd ⁡ F y ∘ 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F 1 st ⁡ F ⁡ y
106 73 ad2antrr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → B ⊆ Cat
107 7 ad2antrr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → Y ∈ B
108 106 107 sseldd ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → Y ∈ Cat
109 95 4 108 41 55 56 idfu2nd ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ id func ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y = I ↾ 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y
110 101 105 109 3eqtr3d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → x 2 nd ⁡ F y ∘ 1 st ⁡ F ⁡ x 2 nd ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F 1 st ⁡ F ⁡ y = I ↾ 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y
111 45 84 89 110 fcof1od ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y ∧ x ∈ R ∧ y ∈ R → x 2 nd ⁡ F y : x Hom ⁡ X y ⟶ 1-1 onto 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y
112 111 ralrimivva ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → ∀ x ∈ R ∀ y ∈ R x 2 nd ⁡ F y : x Hom ⁡ X y ⟶ 1-1 onto 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y
113 3 40 41 isffth2 ⊢ 1 st ⁡ F X Full Y ∩ X Faith Y 2 nd ⁡ F ↔ 1 st ⁡ F X Func Y 2 nd ⁡ F ∧ ∀ x ∈ R ∀ y ∈ R x 2 nd ⁡ F y : x Hom ⁡ X y ⟶ 1-1 onto 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y
114 39 112 113 sylanbrc ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → 1 st ⁡ F X Full Y ∩ X Faith Y 2 nd ⁡ F
115 df-br ⊢ 1 st ⁡ F X Full Y ∩ X Faith Y 2 nd ⁡ F ↔ 1 st ⁡ F 2 nd ⁡ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y
116 114 115 sylib ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → 1 st ⁡ F 2 nd ⁡ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y
117 37 116 eqeltrd ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y
118 3 4 39 funcf1 ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → 1 st ⁡ F : R ⟶ S
119 4 3 52 funcf1 ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F : S ⟶ R
120 64 fveq2d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∘ func F = 1 st ⁡ id func ⁡ X
121 3 35 50 cofu1st ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∘ func F = 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∘ 1 st ⁡ F
122 74 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → X ∈ Cat
123 61 3 122 idfu1st ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → 1 st ⁡ id func ⁡ X = I ↾ R
124 120 121 123 3eqtr3d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F ∘ 1 st ⁡ F = I ↾ R
125 98 fveq2d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → 1 st ⁡ F ∘ func X Inv ⁡ C Y ⁡ F = 1 st ⁡ id func ⁡ Y
126 4 50 35 cofu1st ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → 1 st ⁡ F ∘ func X Inv ⁡ C Y ⁡ F = 1 st ⁡ F ∘ 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F
127 73 7 sseldd ⊢ φ → Y ∈ Cat
128 127 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → Y ∈ Cat
129 95 4 128 idfu1st ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → 1 st ⁡ id func ⁡ Y = I ↾ S
130 125 126 129 3eqtr3d ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → 1 st ⁡ F ∘ 1 st ⁡ X Inv ⁡ C Y ⁡ F = I ↾ S
131 118 119 124 130 fcof1od ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S
132 117 131 jca ⊢ φ ∧ F ∈ X I Y → F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S
133 12 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S → C ∈ Cat
134 6 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S → X ∈ B
135 7 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S → Y ∈ B
136 inss1 ⊢ X Full Y ∩ X Faith Y ⊆ X Full Y
137 fullfunc ⊢ X Full Y ⊆ X Func Y
138 136 137 sstri ⊢ X Full Y ∩ X Faith Y ⊆ X Func Y
139 simprl ⊢ φ ∧ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S → F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y
140 138 139 sselid ⊢ φ ∧ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S → F ∈ X Func Y
141 9 140 36 sylancr ⊢ φ ∧ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S → F = 1 st ⁡ F 2 nd ⁡ F
142 5 adantr ⊢ φ ∧ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S → U ∈ V
143 eqid ⊢ x ∈ S , y ∈ S ⟼ 1 st ⁡ F -1 ⁡ x 2 nd ⁡ F 1 st ⁡ F -1 ⁡ y -1 = x ∈ S , y ∈ S ⟼ 1 st ⁡ F -1 ⁡ x 2 nd ⁡ F 1 st ⁡ F -1 ⁡ y -1
144 141 139 eqeltrrd ⊢ φ ∧ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S → 1 st ⁡ F 2 nd ⁡ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y
145 144 115 sylibr ⊢ φ ∧ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S → 1 st ⁡ F X Full Y ∩ X Faith Y 2 nd ⁡ F
146 simprr ⊢ φ ∧ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S → 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S
147 1 2 3 4 142 134 135 10 143 145 146 catcisolem ⊢ φ ∧ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S → 1 st ⁡ F 2 nd ⁡ F X Inv ⁡ C Y 1 st ⁡ F -1 x ∈ S , y ∈ S ⟼ 1 st ⁡ F -1 ⁡ x 2 nd ⁡ F 1 st ⁡ F -1 ⁡ y -1
148 141 147 eqbrtrd ⊢ φ ∧ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S → F X Inv ⁡ C Y 1 st ⁡ F -1 x ∈ S , y ∈ S ⟼ 1 st ⁡ F -1 ⁡ x 2 nd ⁡ F 1 st ⁡ F -1 ⁡ y -1
149 2 10 133 134 135 8 148 inviso1 ⊢ φ ∧ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S → F ∈ X I Y
150 132 149 impbida ⊢ φ → F ∈ X I Y ↔ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : R ⟶ 1-1 onto S