FullSubcategoryInclusionFunctor for a monoidal subcategory is monoidal
[coq-categories.git] / src / PreMonoidalCategories.v
index e56c727..2764abd 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 Generalizable All Variables.
-Require Import Preamble.
+Require Import Notations.
 Require Import Categories_ch1_3.
 Require Import Functors_ch1_4.
 Require Import Isomorphisms_ch1_5.
@@ -48,6 +48,7 @@ Class PreMonoidalCat `(bc:BinoidalCat(C:=C))(I:C) :=
  * might need extra versions of the triangle/pentagon diagrams.
  *)
 
+Implicit Arguments pmon_I       [ Ob Hom C bin_obj' bc I  ].
 Implicit Arguments pmon_cancell [ Ob Hom C bin_obj' bc I PreMonoidalCat ].
 Implicit Arguments pmon_cancelr [ Ob Hom C bin_obj' bc I PreMonoidalCat ].
 Implicit Arguments pmon_assoc   [ Ob Hom C bin_obj' bc I PreMonoidalCat ].
@@ -145,10 +146,11 @@ Lemma MacLane_ex_VII_1_1 `{mn:PreMonoidalCat(I:=EI)} b a
     Qed.
 
 Class PreMonoidalFunctor
-`(PM1:PreMonoidalCat(C:=C1)(I:=I1))
-`(PM2:PreMonoidalCat(C:=C2)(I:=I2))
- (fobj : C1 -> C2                 ) :=
-{ mf_F          :> Functor C1 C2 fobj
+`(PM1  : PreMonoidalCat(C:=C1)(I:=I1))
+`(PM2  : PreMonoidalCat(C:=C2)(I:=I2))
+ {fobj : C1 -> C2                 }
+ (F    : Functor C1 C2 fobj       ) :=
+{ mf_F          := F
 ; mf_i          :  I2 ≅ mf_F I1
 ; mf_first      :  ∀ a,              mf_F >>>> bin_first  (mf_F a)  <~~~>  bin_first  a >>>> mf_F
 ; mf_second     :  ∀ a,              mf_F >>>> bin_second (mf_F a)  <~~~>  bin_second a >>>> mf_F
@@ -156,8 +158,8 @@ Class PreMonoidalFunctor
 ; mf_center     :  forall `(f:a~>b), CentralMorphism f -> CentralMorphism (mf_F \ f)
 ; mf_cancell    :  ∀ b,     #(pmon_cancell _) ~~ #mf_i ⋉ _ >>> #(mf_first  b I1) >>> mf_F \ #(pmon_cancell b)
 ; mf_cancelr    :  ∀ a,     #(pmon_cancelr _) ~~ _ ⋊ #mf_i >>> #(mf_second a I1) >>> mf_F \ #(pmon_cancelr a)
-; mf_assoc      :  ∀ a b c, #(pmon_assoc _ _ _)  >>> _ ⋊ #(mf_second _ _) >>>        #(mf_second _ _) ~~
-                            #(mf_second _ _) ⋉ _ >>>     #(mf_second _ _) >>> mf_F \ #(pmon_assoc a c b)
+; mf_assoc      :  ∀ a b c, #(pmon_assoc _ _ _)  >>> _ ⋊ #(mf_first _ _) >>>        #(mf_second _ _) ~~
+                            #(mf_second _ _) ⋉ _  >>>     #(mf_first _ _) >>> mf_F \ #(pmon_assoc a c b)
 }.
 Coercion mf_F : PreMonoidalFunctor >-> Functor.
 
@@ -166,10 +168,12 @@ Section PreMonoidalFunctorsCompose.
   `{PM1   :PreMonoidalCat(C:=C1)(I:=I1)}
   `{PM2   :PreMonoidalCat(C:=C2)(I:=I2)}
    {fobj12:C1 -> C2                    }
-   (PMF12 :PreMonoidalFunctor PM1 PM2 fobj12)
+   {PMFF12:Functor C1 C2 fobj12        }
+   (PMF12 :PreMonoidalFunctor PM1 PM2 PMFF12)
   `{PM3   :PreMonoidalCat(C:=C3)(I:=I3)}
    {fobj23:C2 -> C3                    }
-   (PMF23 :PreMonoidalFunctor PM2 PM3 fobj23).
+   {PMFF23:Functor C2 C3 fobj23        }
+   (PMF23 :PreMonoidalFunctor PM2 PM3 PMFF23).
 
   Definition compose_mf := PMF12 >>>> PMF23.
 
@@ -188,8 +192,7 @@ Section PreMonoidalFunctorsCompose.
     eapply ni_comp.
     apply (ni_associativity PMF12 PMF23 (- ⋉fobj23 (fobj12 a))).
     eapply ni_comp.
-    apply (ni_respects PMF12 PMF12 (PMF23 >>>> - ⋉fobj23 (fobj12 a)) (- ⋉fobj12 a >>>> PMF23)).
-    apply  ni_id.
+    apply (ni_respects1 PMF12 (PMF23 >>>> - ⋉fobj23 (fobj12 a)) (- ⋉fobj12 a >>>> PMF23)).
     apply mf_first23.
     clear mf_first23.
 
@@ -202,7 +205,7 @@ Section PreMonoidalFunctorsCompose.
     eapply ni_inv.
     eapply (ni_associativity _ PMF12 PMF23).
 
-    apply ni_respects; [ idtac | apply ni_id ].
+    apply ni_respects2.
     apply ni_inv.
     apply mf_first12.
     Defined.
@@ -215,8 +218,7 @@ Section PreMonoidalFunctorsCompose.
     eapply ni_comp.
     apply (ni_associativity PMF12 PMF23 (fobj23 (fobj12 a) ⋊-)).
     eapply ni_comp.
-    apply (ni_respects PMF12 PMF12 (PMF23 >>>> fobj23 (fobj12 a) ⋊-) (fobj12 a ⋊- >>>> PMF23)).
-    apply  ni_id.
+    apply (ni_respects1 PMF12 (PMF23 >>>> fobj23 (fobj12 a) ⋊-) (fobj12 a ⋊- >>>> PMF23)).
     apply mf_second23.
     clear mf_second23.
 
@@ -229,124 +231,128 @@ Section PreMonoidalFunctorsCompose.
     eapply ni_inv.
     eapply (ni_associativity (a ⋊-) PMF12 PMF23).
 
-    apply ni_respects; [ idtac | apply ni_id ].
+    apply ni_respects2.
     apply ni_inv.
     apply mf_second12.
     Defined.
 
-  Lemma compose_assoc_coherence a b c : 
-   (#((pmon_assoc (compose_mf a) (fobj23 (fobj12 c))) (compose_mf b)) >>>
-    compose_mf a ⋊ #((compose_mf_second b) c)) >>>
+  (* this proof is really gross; I will write a better one some other day *)
+  Lemma mf_associativity_comp :
+   ∀a b c : C1,
+   (#((pmon_assoc (compose_mf a) (compose_mf c)) (fobj23 (fobj12 b))) >>>
+    compose_mf a ⋊ #((compose_mf_first c) b)) >>>
    #((compose_mf_second a) (b ⊗ c)) ~~
-   (#((compose_mf_second a) b) ⋉ fobj23 (fobj12 c) >>>
-    #((compose_mf_second (a ⊗ b)) c)) >>> compose_mf \ #((pmon_assoc a c) b).
-(*
-      set (mf_assoc a b c) as x.
-      set (mf_assoc (fobj12 a) (fobj12 b) (fobj12 c)) as x'.
-      unfold functor_fobj in *.
-      simpl in *.
-      etransitivity.
-      etransitivity.
-      etransitivity.
-      Focus 3.
-      apply x'.
-
-      apply iso_shift_left' in x'.
-
+   (#((compose_mf_second a) b) ⋉ compose_mf c >>>
+    #((compose_mf_first c) (a ⊗ b))) >>> compose_mf \ #((pmon_assoc a c) b).
+    intros; intros.
       unfold compose_mf_second; simpl.
+      unfold compose_mf_first; simpl.
+      unfold functor_comp; simpl.
+      unfold ni_respects1.
       unfold functor_fobj; simpl.
-      set (mf_second (fobj12 b)) as m.
-      assert (mf_second (fobj12 b)=m). reflexivity.
+      
+      set (mf_first (fobj12 c)) as m'.
+      assert (mf_first (fobj12 c)=m'). reflexivity.
+      destruct m'; simpl.
+
+      set (mf_second (fobj12 a)) as m.
+      assert (mf_second (fobj12 a)=m). reflexivity.
       destruct m; simpl.
-      setoid_rewrite <- fmor_preserves_comp.
-      setoid_rewrite <- fmor_preserves_comp.
-      setoid_rewrite <- fmor_preserves_comp.
-      setoid_rewrite <- fmor_preserves_comp.
-      setoid_rewrite <- fmor_preserves_comp.
-      setoid_rewrite fmor_preserves_id.
-      setoid_rewrite fmor_preserves_id.
-      setoid_rewrite fmor_preserves_id.
-      setoid_rewrite right_identity.
-      setoid_rewrite left_identity.
-      setoid_rewrite left_identity.
-      setoid_rewrite left_identity.
 
-      set (mf_second (fobj12 (a ⊗ b))) as m''.
-      assert (mf_second (fobj12 (a ⊗ b))=m''). reflexivity.
-      destruct m''; simpl.
-      unfold functor_fobj; simpl.
-      setoid_rewrite fmor_preserves_id.
-      setoid_rewrite fmor_preserves_id.
-      setoid_rewrite right_identity.
-      setoid_rewrite left_identity.
-      setoid_rewrite left_identity.
-      setoid_rewrite left_identity.
+      Implicit Arguments id [[Ob][Hom][Category][a]].
+      idtac.
 
-      set (mf_second (fobj12 a)) as m'.
-      assert (mf_second (fobj12 a)=m'). reflexivity.
-      destruct m'; simpl.
-      setoid_rewrite <- fmor_preserves_comp.
-      setoid_rewrite <- fmor_preserves_comp.
-      setoid_rewrite <- fmor_preserves_comp.
-      setoid_rewrite <- fmor_preserves_comp.
-      setoid_rewrite <- fmor_preserves_comp.
-      setoid_rewrite    left_identity.
-      setoid_rewrite    left_identity.
-      setoid_rewrite    left_identity.
-      setoid_rewrite    right_identity.
-      assert (fobj23 (fobj12 a) ⋊ PMF23 \ id (PMF12 (b ⊗ c)) ~~ id _).
-      (* *)
-      setoid_rewrite H2.
-      setoid_rewrite left_identity.
-      assert ((id (fobj23 (fobj12 a) ⊗ fobj23 (fobj12 b)) ⋉ fobj23 (fobj12 c)) ~~ id _).
-      (* *)
-      setoid_rewrite H3.
-      setoid_rewrite left_identity.
-      assert (id (fobj23 (fobj12 a ⊗ fobj12 b)) ⋉ fobj23 (fobj12 c) ~~ id _).
-      (* *)
-        setoid_rewrite H4.
-        setoid_rewrite left_identity.
-        clear H4.
-        setoid_rewrite left_identity.
-      assert (id (fobj23 (fobj12 (a ⊗ b))) ⋉ fobj23 (fobj12 c) ~~ id _).
-      (* *)
-        setoid_rewrite H4.
-        setoid_rewrite right_identity.
-        clear H4.
-      assert ((fobj23 (fobj12 a) ⋊ PMF23 \ id (PMF12 b)) ⋉ fobj23 (fobj12 c) ~~ id _).
-      (* *)
-        setoid_rewrite H4.
-        setoid_rewrite left_identity.
-        clear H4.
-      unfold functor_comp in ni_commutes0; simpl in ni_commutes0.
-      unfold functor_comp in ni_commutes;  simpl in ni_commutes.
-      unfold functor_comp in ni_commutes1;  simpl in ni_commutes1.
+      symmetry.
+      etransitivity.
+      repeat setoid_rewrite <- fmor_preserves_comp.
+      repeat setoid_rewrite fmor_preserves_id.
+      repeat setoid_rewrite left_identity.
+      repeat setoid_rewrite right_identity.
+      reflexivity.
+      symmetry.
+      etransitivity.
+      repeat setoid_rewrite <- fmor_preserves_comp.
+      repeat setoid_rewrite fmor_preserves_id.
+      repeat setoid_rewrite left_identity.
+      repeat setoid_rewrite right_identity.
+      reflexivity.
 
+      assert (   (#((pmon_assoc (fobj23 (fobj12 a)) (fobj23 (fobj12 c)))
+              (fobj23 (fobj12 b))) >>>
+          fobj23 (fobj12 a)
+          ⋊ (
+             (#(ni_iso (fobj12 b)) >>> ( (PMF23 \ #((mf_first c) b) ))))) >>>
+         (
+          (#(ni_iso0 (fobj12 (b ⊗ c))) >>>
+           ((PMF23 \ #((mf_second a) (b ⊗ c)))))) ~~
+         ((
+           (#(ni_iso0 (fobj12 b)) >>> ( (PMF23 \ #((mf_second a) b) ))))
+          ⋉ fobj23 (fobj12 c) >>>
+          (
+           (#(ni_iso (fobj12 (a ⊗ b))) >>>
+            ( (PMF23 \ #((mf_first c) (a ⊗ b))))))) >>>
+         PMF23 \ (PMF12 \ #((pmon_assoc a c) b))
+      ).
 
+      repeat setoid_rewrite associativity.
+      setoid_rewrite (fmor_preserves_comp PMF23).
+            unfold functor_comp in *.
+            unfold functor_fobj in *.
+            simpl in *.
+            rename ni_commutes into ni_commutes7.
+      set (mf_assoc(PreMonoidalFunctor:=PMF12)) as q.
+      set (ni_commutes7 _ _ (#((mf_second a) b))) as q'.
+      simpl in q'.
+      repeat setoid_rewrite associativity.
+      symmetry.
+      setoid_rewrite <- (fmor_preserves_comp (-⋉ fobj23 (fobj12 c))).
+      repeat setoid_rewrite <- associativity.
+      setoid_rewrite juggle1.
+      setoid_rewrite <- q'.
+      repeat setoid_rewrite associativity.
+      setoid_rewrite fmor_preserves_comp.
+      idtac.
       unfold functor_fobj in *.
       simpl in *.
-      setoid_rewrite x in x'.
-      rewrite H1.
-      set (ni_commutes0 (a )
-      setoid_rewrite fmor_preserves_id.
-      etransitivity.
-      eapply comp_respects.
-      reflexivity.
-      eapply comp_respects.
-      eapply comp_respects.
-        apply 
-      Focus 2.
-      eapply fmor_preserves_id.
-      setoid_rewrite    (fmor_preserves_id PMF23).
-*)
-    admit.
-    Qed.
-
-  Instance PreMonoidalFunctorsCompose : PreMonoidalFunctor PM1 PM3 (fobj23 ○ fobj12) :=
+      repeat setoid_rewrite <- associativity.
+      setoid_rewrite <- q.
+      clear q.
+      repeat setoid_rewrite <- fmor_preserves_comp.
+      repeat setoid_rewrite <- associativity.
+      apply comp_respects; try reflexivity.
+      
+      set (mf_assoc(PreMonoidalFunctor:=PMF23) (fobj12 a) (fobj12 b) (fobj12 c)) as q.
+      unfold functor_fobj in *.
+      simpl in *.
+      
+      rewrite H in q.
+      rewrite H0 in q.
+      simpl in q.
+      repeat setoid_rewrite <- associativity.
+      repeat setoid_rewrite <- associativity in q.
+      setoid_rewrite <- q.
+      clear q.
+      unfold functor_fobj; simpl.
+      
+      repeat setoid_rewrite associativity.
+      apply comp_respects; try reflexivity.
+      apply comp_respects; try reflexivity.
+      auto.
+      
+      repeat setoid_rewrite associativity.
+      repeat setoid_rewrite associativity in H1.
+      repeat setoid_rewrite <- fmor_preserves_comp in H1.
+      repeat setoid_rewrite associativity in H1.
+      apply H1.
+      Qed.
+      Implicit Arguments id [[Ob][Hom][Category]].
+
+  (* this proof is really gross; I will write a better one some other day *)
+  Instance PreMonoidalFunctorsCompose : PreMonoidalFunctor PM1 PM3 compose_mf :=
   { mf_i      := compose_mf_i
-  ; mf_F      := compose_mf
   ; mf_first  := compose_mf_first  
   ; mf_second := compose_mf_second }.
+
     intros; unfold compose_mf_first; unfold compose_mf_second.
       set (mf_first (PMF12 a)) as x in *.
       set (mf_second (PMF12 b)) as y in *.
@@ -359,31 +365,12 @@ Section PreMonoidalFunctorsCompose.
       repeat setoid_rewrite right_identity.
       set (mf_consistent (PMF12 a) (PMF12 b)) as later.
       apply comp_respects; try reflexivity.
-      unfold functor_comp.
-      unfold functor_fobj; simpl.
-      set (ni_commutes _ _ (id (fobj12 b))) as x.
-      unfold functor_comp in x.
-      simpl in x.
-      unfold functor_fobj in x.
-      symmetry in x.
-      etransitivity.
-      apply x.
-      clear x.
-      set (ni_commutes0 _ _ (id (fobj12 a))) as x'.
-      unfold functor_comp in x'.
-      simpl in x'.
-      unfold functor_fobj in x'.
-      etransitivity; [ idtac | apply x' ].
-      clear x'.
-      setoid_rewrite fmor_preserves_id.
-      setoid_rewrite fmor_preserves_id.
-      setoid_rewrite right_identity.
       rewrite <- H in later.
       rewrite <- H0 in later.
       simpl in later.
       apply later.
       apply fmor_respects.
-      apply (mf_consistent a b).
+      apply mf_consistent.
 
     intros.
       simpl.
@@ -419,22 +406,13 @@ Section PreMonoidalFunctorsCompose.
       repeat setoid_rewrite associativity.
       apply comp_respects; try reflexivity.
 
-      set (ni_commutes _ _ (id (fobj12 I1))) as x.
+      set (ni_commutes _ _ #mf_i) as x.
       unfold functor_comp in x.
       unfold functor_fobj in x.
       simpl in x.
-      setoid_rewrite <- x.
-      clear x.
-      setoid_rewrite fmor_preserves_id.
-      setoid_rewrite fmor_preserves_id.
-      setoid_rewrite right_identity.
-
       rewrite H.
       simpl.
-      clear H.
-      unfold functor_comp in ni_commutes.
-      simpl in ni_commutes.
-      apply ni_commutes.
+      apply x.
 
     intros.
       unfold compose_mf_second; simpl.
@@ -464,27 +442,20 @@ Section PreMonoidalFunctorsCompose.
       repeat setoid_rewrite associativity.
       apply comp_respects; try reflexivity.
 
-      set (ni_commutes _ _ (id (fobj12 I1))) as x.
+      set (ni_commutes _ _ #mf_i) as x.
       unfold functor_comp in x.
       unfold functor_fobj in x.
       simpl in x.
-      setoid_rewrite <- x.
-      clear x.
-      setoid_rewrite fmor_preserves_id.
-      setoid_rewrite fmor_preserves_id.
-      setoid_rewrite right_identity.
-
       rewrite H.
       simpl.
-      clear H.
-      unfold functor_comp in ni_commutes.
-      simpl in ni_commutes.
-      apply ni_commutes.
+      apply x.
+
+    apply mf_associativity_comp.
 
-    apply compose_assoc_coherence.
       Defined.
 
 End PreMonoidalFunctorsCompose.
+Notation "a >>⊗>> b" := (PreMonoidalFunctorsCompose a b).
 
 
 (*******************************************************************************)
@@ -493,7 +464,7 @@ End PreMonoidalFunctorsCompose.
 Class BraidedCat `(mc:PreMonoidalCat) :=
 { br_niso        : forall a, bin_first a <~~~> bin_second a
 ; br_swap        := fun a b => ni_iso (br_niso b) a
-; triangleb      : forall a:C,     #(pmon_cancelr a) ~~ #(br_swap a (pmon_I(PreMonoidalCat:=mc))) >>> #(pmon_cancell a)
+; triangleb      : forall a:C,     #(pmon_cancelr a) ~~ #(br_swap a (pmon_I mc)) >>> #(pmon_cancell a)
 ; hexagon1       : forall {a b c}, #(pmon_assoc _ _ _) >>> #(br_swap a _) >>> #(pmon_assoc _ _ _)
                                    ~~ #(br_swap _ _) ⋉ c >>> #(pmon_assoc _ _ _) >>> b ⋊ #(br_swap _ _)
 ; hexagon2       : forall {a b c}, #(pmon_assoc _ _ _)⁻¹ >>> #(br_swap _ c) >>> #(pmon_assoc _ _ _)⁻¹
@@ -704,13 +675,27 @@ Section PreMonoidalWideSubcategory.
 
 End PreMonoidalWideSubcategory.
 
+Section IsoFullSubCategory.
+  Context `{C:Category}.
+  Context  {Pobj}(S:FullSubcategory C Pobj).
+
+  Definition iso_full {a b:C}(i:a≅b)(pa:Pobj a)(pb:Pobj b) : (existT _ _ pa) ≅ (existT _ _ pb).
+    set (#i : existT Pobj a pa ~~{S}~~> existT Pobj b pb) as i1.
+    set (iso_backward i : existT Pobj b pb ~~{S}~~> existT Pobj a pa) as i2.
+    refine {| iso_forward := i1 ; iso_backward := i2 |}.
+    unfold i1; unfold i2; unfold hom; simpl.
+      apply iso_comp1.
+    unfold i1; unfold i2; unfold hom; simpl.
+      apply iso_comp2.
+    Defined.
+End IsoFullSubCategory.
 
 (* a full subcategory inherits the premonoidal structure if it includes the unit object and is closed under object-pairing *)
-(*
 Section PreMonoidalFullSubcategory.
 
   Context `(pm:PreMonoidalCat(I:=pmI)).
   Context  {Pobj}(S:FullSubcategory pm Pobj).
+
   Context  (Pobj_unit:Pobj pmI).
   Context  (Pobj_closed:forall {a}{b}, Pobj a -> Pobj b -> Pobj (a⊗b)).
   Implicit Arguments Pobj_closed [[a][b]].
@@ -766,44 +751,239 @@ Section PreMonoidalFullSubcategory.
     { bin_first := PreMonoidalFullSubcategory_first
     ; bin_second := PreMonoidalFullSubcategory_second }.
 
+  Definition central_full {a b}(f:a~~{S}~~>b)
+    : @CentralMorphism _ _ _ _ pm (projT1 a) (projT1 b) f -> CentralMorphism f.
+    intro cm.
+    apply Build_CentralMorphism; simpl.
+    intros.
+      destruct a as [a apf].
+      destruct b as [b bpf].
+      destruct c as [c cpf].
+      destruct d as [d dpf].
+      simpl.
+      apply cm.
+    intros.
+      destruct a as [a apf].
+      destruct b as [b bpf].
+      destruct c as [c cpf].
+      destruct d as [d dpf].
+      simpl.
+      apply cm.
+      Defined.
+
+  Notation "a ⊕ b" := (Pobj_closed a b).
   Definition PreMonoidalFullSubcategory_assoc
     : forall a b,
       (PreMonoidalFullSubcategory_second a >>>> PreMonoidalFullSubcategory_first b) <~~~>
       (PreMonoidalFullSubcategory_first  b >>>> PreMonoidalFullSubcategory_second a).
-    Defined.
+      intros.
+      refine {| ni_iso := (fun (c:S) => iso_full S (pmon_assoc(PreMonoidalCat:=pm) _ _ _)
+        ((projT2 a⊕projT2 c)⊕projT2 b)
+        (projT2 a⊕(projT2 c⊕projT2 b))) |}.
+      intros; simpl.
+      destruct a as [a apf].
+      destruct b as [b bpf].
+      destruct A as [A Apf].
+      destruct B as [B Bpf].
+      apply (ni_commutes (pmon_assoc(PreMonoidalCat:=pm) a b) f).
+      Defined.
 
   Definition PreMonoidalFullSubcategory_assoc_ll
     : forall a b,
       PreMonoidalFullSubcategory_second (a⊗b) <~~~>
       PreMonoidalFullSubcategory_second b >>>> PreMonoidalFullSubcategory_second a.
-    intros.
-    Defined.
+      intros.
+      refine {| ni_iso := (fun (c:S) => iso_full S (pmon_assoc_ll(PreMonoidalCat:=pm) _ _ _)
+        ((projT2 a⊕projT2 b)⊕projT2 c)
+        (projT2 a⊕(projT2 b⊕projT2 c))
+      ) |}.
+      intros; simpl.
+      destruct a as [a apf].
+      destruct b as [b bpf].
+      destruct A as [A Apf].
+      destruct B as [B Bpf].
+      apply (ni_commutes (pmon_assoc_ll(PreMonoidalCat:=pm) a b) f).
+      Defined.
 
   Definition PreMonoidalFullSubcategory_assoc_rr
     : forall a b,
       PreMonoidalFullSubcategory_first (a⊗b) <~~~>
       PreMonoidalFullSubcategory_first a >>>> PreMonoidalFullSubcategory_first b.
-    intros.
-    Defined.
+      intros.
+      refine {| ni_iso := (fun (c:S) => iso_full S (pmon_assoc_rr(PreMonoidalCat:=pm) _ _ _)
+        (projT2 c⊕(projT2 a⊕projT2 b))
+        ((projT2 c⊕projT2 a)⊕projT2 b)
+      ) |}.
+      intros; simpl.
+      destruct a as [a apf].
+      destruct b as [b bpf].
+      destruct A as [A Apf].
+      destruct B as [B Bpf].
+      apply (ni_commutes (pmon_assoc_rr(PreMonoidalCat:=pm) a b) f).
+      Defined.
 
   Definition PreMonoidalFullSubcategory_I := existT _ pmI Pobj_unit.
 
+  Definition PreMonoidalFullSubcategory_cancelr_iso A
+    : (fun x : S => PreMonoidalFullSubcategory_bobj x (existT Pobj pmI Pobj_unit)) A ≅ (fun x : S => x) A.
+    destruct A.
+    apply (iso_full S).
+    apply pmon_cancelr.
+    Defined.
+
   Definition PreMonoidalFullSubcategory_cancelr
     : PreMonoidalFullSubcategory_first PreMonoidalFullSubcategory_I <~~~> functor_id _.
+    intros.
+    refine {| ni_iso := PreMonoidalFullSubcategory_cancelr_iso |}.
+    intros.
+    destruct A as [A Apf].
+    destruct B as [B Bpf].
+    simpl.
+    apply (ni_commutes (pmon_cancelr(PreMonoidalCat:=pm)) f).
+    Defined.
+
+  Definition PreMonoidalFullSubcategory_cancell_iso A
+    : (fun x : S => PreMonoidalFullSubcategory_bobj (existT Pobj pmI Pobj_unit) x) A ≅ (fun x : S => x) A.
+    destruct A.
+    apply (iso_full S).
+    apply pmon_cancell.
     Defined.
 
   Definition PreMonoidalFullSubcategory_cancell
     : PreMonoidalFullSubcategory_second PreMonoidalFullSubcategory_I <~~~> functor_id _.
+    intros.
+    refine {| ni_iso := PreMonoidalFullSubcategory_cancell_iso |}.
+    intros.
+    destruct A as [A Apf].
+    destruct B as [B Bpf].
+    simpl.
+    apply (ni_commutes (pmon_cancell(PreMonoidalCat:=pm)) f).
     Defined.
 
   Instance PreMonoidalFullSubcategory_PreMonoidal
     : PreMonoidalCat PreMonoidalFullSubcategory_is_Binoidal PreMonoidalFullSubcategory_I :=
-  { pmon_assoc           := PreMonoidalFullSubcategory_assoc 
-  ; pmon_assoc_rr        := PreMonoidalFullSubcategory_assoc_rr
-  ; pmon_assoc_ll        := PreMonoidalFullSubcategory_assoc_ll
-  ; pmon_cancelr         := PreMonoidalFullSubcategory_cancelr
-  ; pmon_cancell         := PreMonoidalFullSubcategory_cancell
-  }.
-  Defined.
+    { pmon_assoc           := PreMonoidalFullSubcategory_assoc 
+    ; pmon_assoc_rr        := PreMonoidalFullSubcategory_assoc_rr
+    ; pmon_assoc_ll        := PreMonoidalFullSubcategory_assoc_ll
+    ; pmon_cancelr         := PreMonoidalFullSubcategory_cancelr
+    ; pmon_cancell         := PreMonoidalFullSubcategory_cancell
+    }.
+    apply Build_Pentagon.
+    intros.
+      destruct a as [a apf].
+      destruct b as [b bpf].
+      destruct c as [c cpf].
+      destruct d as [d dpf].
+      simpl.
+      apply (pmon_pentagon(PreMonoidalCat:=pm)).
+
+    apply Build_Triangle.
+      intros.
+      destruct a as [a apf].
+      destruct b as [b bpf].
+      simpl.
+      apply (pmon_triangle(PreMonoidalCat:=pm)).
+      simpl.
+      apply (pmon_triangle(PreMonoidalCat:=pm)).
+
+    intros.
+      destruct a as [a apf].
+      destruct c as [c cpf].
+      destruct d as [d dpf].
+      simpl.
+      apply (pmon_coherent_r(PreMonoidalCat:=pm)).
+
+    intros.
+      destruct a as [a apf].
+      destruct c as [c cpf].
+      destruct d as [d dpf].
+      simpl.
+      apply (pmon_coherent_l(PreMonoidalCat:=pm)).
+
+    intros.
+      destruct a as [a apf].
+      destruct b as [b bpf].
+      destruct c as [c cpf].
+      simpl.
+      apply central_full.
+      simpl.
+      apply (pmon_assoc_central(PreMonoidalCat:=pm)).
+    
+    intros.
+      destruct a as [a apf].
+      simpl.
+      apply central_full.
+      simpl.
+      apply (pmon_cancelr_central(PreMonoidalCat:=pm)).
+
+    intros.
+      destruct a as [a apf].
+      simpl.
+      apply central_full.
+      simpl.
+      apply (pmon_cancell_central(PreMonoidalCat:=pm)).
+    Defined.
+
+  Instance inclusion_first : ∀a : S,
+            FullSubcategoryInclusionFunctor S >>>>
+            - ⋉(FullSubcategoryInclusionFunctor S) a <~~~>
+            - ⋉a >>>> FullSubcategoryInclusionFunctor S
+    := { ni_iso := fun A => iso_id ((projT1 A)⊗(projT1 a)) }.
+    intros; simpl.
+    symmetry.
+    setoid_rewrite right_identity.
+    setoid_rewrite left_identity.
+    destruct A.
+    destruct B.
+    destruct a.
+    simpl.
+    reflexivity.
+    Defined.
+
+  Instance inclusion_second : ∀a : S,
+    FullSubcategoryInclusionFunctor S >>>>
+    (FullSubcategoryInclusionFunctor S) a ⋊- <~~~>
+    a ⋊- >>>> FullSubcategoryInclusionFunctor S
+    := { ni_iso := fun A => iso_id ((projT1 a)⊗(projT1 A)) }.
+    intros; simpl.
+    symmetry.
+    setoid_rewrite right_identity.
+    setoid_rewrite left_identity.
+    destruct A.
+    destruct B.
+    destruct a.
+    simpl.
+    reflexivity.
+    Defined.
+
+  (* Curiously, the inclusion functor for a PREmonoidal category isn't necessarily premonoidal (it might fail to preserve
+   * the center.  But in the monoidal case we're okay *)
+  Instance PreMonoidalFullSubcategoryInclusionFunctor_PreMonoidal (mc:CommutativeCat pm)
+    : PreMonoidalFunctor PreMonoidalFullSubcategory_PreMonoidal pm (FullSubcategoryInclusionFunctor S) :=
+    { mf_i          := iso_id _
+    ; mf_first      := inclusion_first
+    ; mf_first      := inclusion_second
+    }.
+    intros; destruct a; destruct b; reflexivity.
+    intros; destruct a; destruct b; simpl in *.
+      apply mc.
+    intros; destruct b; simpl.
+      setoid_rewrite right_identity.
+      setoid_rewrite fmor_preserves_id.
+      setoid_rewrite left_identity.
+      reflexivity.
+    intros; destruct a; simpl.
+      setoid_rewrite right_identity.
+      setoid_rewrite fmor_preserves_id.
+      setoid_rewrite left_identity.
+      reflexivity.
+    intros; destruct a; destruct b; destruct c; simpl.
+      setoid_rewrite right_identity.
+      setoid_rewrite fmor_preserves_id.
+      setoid_rewrite left_identity.
+      setoid_rewrite right_identity.
+      reflexivity.
+      Defined.
+
 End PreMonoidalFullSubcategory.
-*)
\ No newline at end of file
+