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Theorem fullthinc

Description: A functor to a thin category is full iff empty hom-sets are mapped to empty hom-sets. (Contributed by Zhi Wang, 1-Oct-2024)

Ref Expression
Hypotheses fullthinc.b ⊢ B = Base C
fullthinc.j ⊢ J = Hom ⁡ D
fullthinc.h ⊢ H = Hom ⁡ C
fullthinc.d ⊢ φ → D ∈ ThinCat
fullthinc.f ⊢ φ → F C Func D G
Assertion fullthinc ⊢ φ → F C Full D G ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x H y = ∅ → F ⁡ x J F ⁡ y = ∅

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fullthinc.b ⊢ B = Base C
2 fullthinc.j ⊢ J = Hom ⁡ D
3 fullthinc.h ⊢ H = Hom ⁡ C
4 fullthinc.d ⊢ φ → D ∈ ThinCat
5 fullthinc.f ⊢ φ → F C Func D G
6 1 2 3 isfull2 ⊢ F C Full D G ↔ F C Func D G ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y
7 foeq2 ⊢ x H y = ∅ → x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y ↔ x G y : ∅ ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y
8 fo00 ⊢ x G y : ∅ ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y ↔ x G y = ∅ ∧ F ⁡ x J F ⁡ y = ∅
9 8 simprbi ⊢ x G y : ∅ ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y → F ⁡ x J F ⁡ y = ∅
10 7 9 biimtrdi ⊢ x H y = ∅ → x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y → F ⁡ x J F ⁡ y = ∅
11 10 com12 ⊢ x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y → x H y = ∅ → F ⁡ x J F ⁡ y = ∅
12 11 2ralimi ⊢ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x H y = ∅ → F ⁡ x J F ⁡ y = ∅
13 6 12 simplbiim ⊢ F C Full D G → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x H y = ∅ → F ⁡ x J F ⁡ y = ∅
14 13 adantl ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ F C Full D G → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x H y = ∅ → F ⁡ x J F ⁡ y = ∅
15 simplr ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x H y = ∅ → F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → F C Func D G
16 imor ⊢ x H y = ∅ → F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ ↔ ¬ x H y = ∅ ∨ F ⁡ x J F ⁡ y = ∅
17 simplr ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → F C Func D G
18 simprl ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x ∈ B
19 simprr ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → y ∈ B
20 1 3 2 17 18 19 funcf2 ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x G y : x H y ⟶ F ⁡ x J F ⁡ y
21 20 adantr ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → x G y : x H y ⟶ F ⁡ x J F ⁡ y
22 simpr ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → ¬ x H y = ∅
23 22 neqned ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → x H y ≠ ∅
24 fdomne0 ⊢ x G y : x H y ⟶ F ⁡ x J F ⁡ y ∧ x H y ≠ ∅ → x G y ≠ ∅ ∧ F ⁡ x J F ⁡ y ≠ ∅
25 21 23 24 syl2anc ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → x G y ≠ ∅ ∧ F ⁡ x J F ⁡ y ≠ ∅
26 25 simprd ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → F ⁡ x J F ⁡ y ≠ ∅
27 simplll ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → D ∈ ThinCat
28 eqid ⊢ Base D = Base D
29 17 adantr ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → F C Func D G
30 1 28 29 funcf1 ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → F : B ⟶ Base D
31 18 adantr ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → x ∈ B
32 30 31 ffvelcdmd ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → F ⁡ x ∈ Base D
33 19 adantr ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → y ∈ B
34 30 33 ffvelcdmd ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → F ⁡ y ∈ Base D
35 eqidd ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → Base D = Base D
36 2 a1i ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → J = Hom ⁡ D
37 27 32 34 35 36 thincn0eu ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → F ⁡ x J F ⁡ y ≠ ∅ ↔ ∃! f f ∈ F ⁡ x J F ⁡ y
38 26 37 mpbid ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → ∃! f f ∈ F ⁡ x J F ⁡ y
39 eusn ⊢ ∃! f f ∈ F ⁡ x J F ⁡ y ↔ ∃ f F ⁡ x J F ⁡ y = f
40 38 39 sylib ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → ∃ f F ⁡ x J F ⁡ y = f
41 25 simpld ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → x G y ≠ ∅
42 foconst ⊢ x G y : x H y ⟶ f ∧ x G y ≠ ∅ → x G y : x H y ⟶ onto f
43 feq3 ⊢ F ⁡ x J F ⁡ y = f → x G y : x H y ⟶ F ⁡ x J F ⁡ y ↔ x G y : x H y ⟶ f
44 43 anbi1d ⊢ F ⁡ x J F ⁡ y = f → x G y : x H y ⟶ F ⁡ x J F ⁡ y ∧ x G y ≠ ∅ ↔ x G y : x H y ⟶ f ∧ x G y ≠ ∅
45 foeq3 ⊢ F ⁡ x J F ⁡ y = f → x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y ↔ x G y : x H y ⟶ onto f
46 44 45 imbi12d ⊢ F ⁡ x J F ⁡ y = f → x G y : x H y ⟶ F ⁡ x J F ⁡ y ∧ x G y ≠ ∅ → x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y ↔ x G y : x H y ⟶ f ∧ x G y ≠ ∅ → x G y : x H y ⟶ onto f
47 42 46 mpbiri ⊢ F ⁡ x J F ⁡ y = f → x G y : x H y ⟶ F ⁡ x J F ⁡ y ∧ x G y ≠ ∅ → x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y
48 47 exlimiv ⊢ ∃ f F ⁡ x J F ⁡ y = f → x G y : x H y ⟶ F ⁡ x J F ⁡ y ∧ x G y ≠ ∅ → x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y
49 48 imp ⊢ ∃ f F ⁡ x J F ⁡ y = f ∧ x G y : x H y ⟶ F ⁡ x J F ⁡ y ∧ x G y ≠ ∅ → x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y
50 40 21 41 49 syl12anc ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ → x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y
51 20 adantr ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → x G y : x H y ⟶ F ⁡ x J F ⁡ y
52 feq3 ⊢ F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → x G y : x H y ⟶ F ⁡ x J F ⁡ y ↔ x G y : x H y ⟶ ∅
53 52 adantl ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → x G y : x H y ⟶ F ⁡ x J F ⁡ y ↔ x G y : x H y ⟶ ∅
54 51 53 mpbid ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → x G y : x H y ⟶ ∅
55 f00 ⊢ x G y : x H y ⟶ ∅ ↔ x G y = ∅ ∧ x H y = ∅
56 54 55 sylib ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → x G y = ∅ ∧ x H y = ∅
57 56 simprd ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → x H y = ∅
58 56 simpld ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → x G y = ∅
59 simpr ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → F ⁡ x J F ⁡ y = ∅
60 8 biimpri ⊢ x G y = ∅ ∧ F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → x G y : ∅ ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y
61 60 7 imbitrrid ⊢ x H y = ∅ → x G y = ∅ ∧ F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y
62 61 imp ⊢ x H y = ∅ ∧ x G y = ∅ ∧ F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y
63 57 58 59 62 syl12anc ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y
64 50 63 jaodan ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ ¬ x H y = ∅ ∨ F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y
65 16 64 sylan2b ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ x H y = ∅ → F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y
66 65 ex ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x H y = ∅ → F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y
67 66 ralimdvva ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x H y = ∅ → F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y
68 67 imp ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x H y = ∅ → F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x G y : x H y ⟶ onto F ⁡ x J F ⁡ y
69 15 68 6 sylanbrc ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x H y = ∅ → F ⁡ x J F ⁡ y = ∅ → F C Full D G
70 14 69 impbida ⊢ D ∈ ThinCat ∧ F C Func D G → F C Full D G ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x H y = ∅ → F ⁡ x J F ⁡ y = ∅
71 4 5 70 syl2anc ⊢ φ → F C Full D G ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x H y = ∅ → F ⁡ x J F ⁡ y = ∅