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Theorem thincciso2

Description: Categories isomorphic to a thin category are thin. Example 3.26(2) of Adamek p. 33. Note that "thincciso2.u" is redundant thanks to elbasfv . (Contributed by Zhi Wang, 18-Oct-2025)

Ref Expression
Hypotheses thincciso2.c ⊢ C = CatCat ⁡ U
thincciso2.b ⊢ B = Base C
thincciso2.u ⊢ φ → U ∈ V
thincciso2.x ⊢ φ → X ∈ B
thincciso2.y ⊢ φ → Y ∈ B
thincciso2.i ⊢ I = Iso ⁡ C
thincciso2.f ⊢ φ → F ∈ X I Y
thincciso2.yt ⊢ φ → Y ∈ ThinCat
Assertion thincciso2 ⊢ φ → X ∈ ThinCat

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 thincciso2.c ⊢ C = CatCat ⁡ U
2 thincciso2.b ⊢ B = Base C
3 thincciso2.u ⊢ φ → U ∈ V
4 thincciso2.x ⊢ φ → X ∈ B
5 thincciso2.y ⊢ φ → Y ∈ B
6 thincciso2.i ⊢ I = Iso ⁡ C
7 thincciso2.f ⊢ φ → F ∈ X I Y
8 thincciso2.yt ⊢ φ → Y ∈ ThinCat
9 eqidd ⊢ φ → Base X = Base X
10 eqidd ⊢ φ → Hom ⁡ X = Hom ⁡ X
11 relfull ⊢ Rel ⁡ X Full Y
12 relin1 ⊢ Rel ⁡ X Full Y → Rel ⁡ X Full Y ∩ X Faith Y
13 11 12 ax-mp ⊢ Rel ⁡ X Full Y ∩ X Faith Y
14 eqid ⊢ Base X = Base X
15 eqid ⊢ Base Y = Base Y
16 1 2 14 15 3 4 5 6 catciso ⊢ φ → F ∈ X I Y ↔ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : Base X ⟶ 1-1 onto Base Y
17 7 16 mpbid ⊢ φ → F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ 1 st ⁡ F : Base X ⟶ 1-1 onto Base Y
18 17 simpld ⊢ φ → F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y
19 1st2ndbr ⊢ Rel ⁡ X Full Y ∩ X Faith Y ∧ F ∈ X Full Y ∩ X Faith Y → 1 st ⁡ F X Full Y ∩ X Faith Y 2 nd ⁡ F
20 13 18 19 sylancr ⊢ φ → 1 st ⁡ F X Full Y ∩ X Faith Y 2 nd ⁡ F
21 eqid ⊢ Hom ⁡ X = Hom ⁡ X
22 eqid ⊢ Hom ⁡ Y = Hom ⁡ Y
23 14 21 22 isffth2 ⊢ 1 st ⁡ F X Full Y ∩ X Faith Y 2 nd ⁡ F ↔ 1 st ⁡ F X Func Y 2 nd ⁡ F ∧ ∀ x ∈ Base X ∀ y ∈ Base X x 2 nd ⁡ F y : x Hom ⁡ X y ⟶ 1-1 onto 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y
24 20 23 sylib ⊢ φ → 1 st ⁡ F X Func Y 2 nd ⁡ F ∧ ∀ x ∈ Base X ∀ y ∈ Base X x 2 nd ⁡ F y : x Hom ⁡ X y ⟶ 1-1 onto 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y
25 24 simprd ⊢ φ → ∀ x ∈ Base X ∀ y ∈ Base X x 2 nd ⁡ F y : x Hom ⁡ X y ⟶ 1-1 onto 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y
26 25 r19.21bi ⊢ φ ∧ x ∈ Base X → ∀ y ∈ Base X x 2 nd ⁡ F y : x Hom ⁡ X y ⟶ 1-1 onto 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y
27 26 r19.21bi ⊢ φ ∧ x ∈ Base X ∧ y ∈ Base X → x 2 nd ⁡ F y : x Hom ⁡ X y ⟶ 1-1 onto 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y
28 27 anasss ⊢ φ ∧ x ∈ Base X ∧ y ∈ Base X → x 2 nd ⁡ F y : x Hom ⁡ X y ⟶ 1-1 onto 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y
29 ovex ⊢ x Hom ⁡ X y ∈ V
30 29 f1oen ⊢ x 2 nd ⁡ F y : x Hom ⁡ X y ⟶ 1-1 onto 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y → x Hom ⁡ X y ≈ 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y
31 28 30 syl ⊢ φ ∧ x ∈ Base X ∧ y ∈ Base X → x Hom ⁡ X y ≈ 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y
32 8 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ Base X ∧ y ∈ Base X → Y ∈ ThinCat
33 24 simpld ⊢ φ → 1 st ⁡ F X Func Y 2 nd ⁡ F
34 14 15 33 funcf1 ⊢ φ → 1 st ⁡ F : Base X ⟶ Base Y
35 34 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ x ∈ Base X → 1 st ⁡ F ⁡ x ∈ Base Y
36 35 adantrr ⊢ φ ∧ x ∈ Base X ∧ y ∈ Base X → 1 st ⁡ F ⁡ x ∈ Base Y
37 34 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ y ∈ Base X → 1 st ⁡ F ⁡ y ∈ Base Y
38 37 adantrl ⊢ φ ∧ x ∈ Base X ∧ y ∈ Base X → 1 st ⁡ F ⁡ y ∈ Base Y
39 32 36 38 15 22 thincmo ⊢ φ ∧ x ∈ Base X ∧ y ∈ Base X → ∃* f f ∈ 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y
40 modom2 ⊢ ∃* f f ∈ 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y ↔ 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y ≼ 1 𝑜
41 39 40 sylib ⊢ φ ∧ x ∈ Base X ∧ y ∈ Base X → 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y ≼ 1 𝑜
42 endomtr ⊢ x Hom ⁡ X y ≈ 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y ∧ 1 st ⁡ F ⁡ x Hom ⁡ Y 1 st ⁡ F ⁡ y ≼ 1 𝑜 → x Hom ⁡ X y ≼ 1 𝑜
43 31 41 42 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ Base X ∧ y ∈ Base X → x Hom ⁡ X y ≼ 1 𝑜
44 modom2 ⊢ ∃* f f ∈ x Hom ⁡ X y ↔ x Hom ⁡ X y ≼ 1 𝑜
45 43 44 sylibr ⊢ φ ∧ x ∈ Base X ∧ y ∈ Base X → ∃* f f ∈ x Hom ⁡ X y
46 33 funcrcl2 ⊢ φ → X ∈ Cat
47 9 10 45 46 isthincd ⊢ φ → X ∈ ThinCat