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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