Theorem bj-charfundc 13843

Description: Properties of the characteristic function on the class 𝑋 of the class 𝐴, provided membership in 𝐴 is decidable in 𝑋. (Contributed by BJ, 6-Aug-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
bj-charfundc.1	⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ if(𝑥 ∈ 𝐴, 1o, ∅)))
bj-charfundc.dc	⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝑋 DECID 𝑥 ∈ 𝐴)

Assertion

Ref	Expression
bj-charfundc	⊢ (𝜑 → (𝐹:𝑋⟶2o ∧ (∀𝑥 ∈ (𝑋 ∩ 𝐴)(𝐹‘𝑥) = 1o ∧ ∀𝑥 ∈ (𝑋 ∖ 𝐴)(𝐹‘𝑥) = ∅)))

Distinct variable groups:   𝜑,𝑥   𝑥,𝑋

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥)   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem bj-charfundc

Step	Hyp	Ref	Expression
1		bj-charfundc.1	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ if(𝑥 ∈ 𝐴, 1o, ∅)))
2		1lt2o 6421	. . . . 5 ⊢ 1o ∈ 2o
3	2	a1i 9	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 1o ∈ 2o)
4		0lt2o 6420	. . . . 5 ⊢ ∅ ∈ 2o
5	4	a1i 9	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ∅ ∈ 2o)
6		bj-charfundc.dc	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝑋 DECID 𝑥 ∈ 𝐴)
7	6	r19.21bi 2558	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → DECID 𝑥 ∈ 𝐴)
8	3, 5, 7	ifcldcd 3561	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → if(𝑥 ∈ 𝐴, 1o, ∅) ∈ 2o)
9	1, 8	fmpt3d 5652	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑋⟶2o)
10		inss1 3347	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋 ∩ 𝐴) ⊆ 𝑋
11	10	a1i 9	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑋 ∩ 𝐴) ⊆ 𝑋)
12	11	sseld 3146	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋 ∩ 𝐴) → 𝑥 ∈ 𝑋))
13	12	imdistani 443	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝑋 ∩ 𝐴)) → (𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋))
14	1, 8	fvmpt2d 5582	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐹‘𝑥) = if(𝑥 ∈ 𝐴, 1o, ∅))
15	13, 14	syl 14	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝑋 ∩ 𝐴)) → (𝐹‘𝑥) = if(𝑥 ∈ 𝐴, 1o, ∅))
16		simpr 109	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝑋 ∩ 𝐴)) → 𝑥 ∈ (𝑋 ∩ 𝐴))
17	16	elin2d 3317	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝑋 ∩ 𝐴)) → 𝑥 ∈ 𝐴)
18	17	iftrued 3533	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝑋 ∩ 𝐴)) → if(𝑥 ∈ 𝐴, 1o, ∅) = 1o)
19	15, 18	eqtrd 2203	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝑋 ∩ 𝐴)) → (𝐹‘𝑥) = 1o)
20	19	ralrimiva 2543	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (𝑋 ∩ 𝐴)(𝐹‘𝑥) = 1o)
21		difssd 3254	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑋 ∖ 𝐴) ⊆ 𝑋)
22	21	sseld 3146	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝑋 ∖ 𝐴) → 𝑥 ∈ 𝑋))
23	22	imdistani 443	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝑋 ∖ 𝐴)) → (𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝑋))
24	23, 14	syl 14	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝑋 ∖ 𝐴)) → (𝐹‘𝑥) = if(𝑥 ∈ 𝐴, 1o, ∅))
25		simpr 109	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝑋 ∖ 𝐴)) → 𝑥 ∈ (𝑋 ∖ 𝐴))
26	25	eldifbd 3133	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝑋 ∖ 𝐴)) → ¬ 𝑥 ∈ 𝐴)
27	26	iffalsed 3536	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝑋 ∖ 𝐴)) → if(𝑥 ∈ 𝐴, 1o, ∅) = ∅)
28	24, 27	eqtrd 2203	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝑋 ∖ 𝐴)) → (𝐹‘𝑥) = ∅)
29	28	ralrimiva 2543	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (𝑋 ∖ 𝐴)(𝐹‘𝑥) = ∅)
30	9, 20, 29	jca32 308	1 ⊢ (𝜑 → (𝐹:𝑋⟶2o ∧ (∀𝑥 ∈ (𝑋 ∩ 𝐴)(𝐹‘𝑥) = 1o ∧ ∀𝑥 ∈ (𝑋 ∖ 𝐴)(𝐹‘𝑥) = ∅)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103  DECID wdc 829   = wceq 1348   ∈ wcel 2141  ∀wral 2448   ∖ cdif 3118   ∩ cin 3120   ⊆ wss 3121  ∅c0 3414  ifcif 3526   ↦ cmpt 4050  ⟶wf 5194  ‘cfv 5198  1_oc1o 6388  2_oc2o 6389

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 609  ax-in2 610  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-13 2143  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-sep 4107  ax-nul 4115  ax-pow 4160  ax-pr 4194  ax-un 4418

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 830  df-3an 975  df-tru 1351  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ral 2453  df-rex 2454  df-rab 2457  df-v 2732  df-sbc 2956  df-csb 3050  df-dif 3123  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-nul 3415  df-if 3527  df-pw 3568  df-sn 3589  df-pr 3590  df-op 3592  df-uni 3797  df-br 3990  df-opab 4051  df-mpt 4052  df-tr 4088  df-id 4278  df-iord 4351  df-on 4353  df-suc 4356  df-xp 4617  df-rel 4618  df-cnv 4619  df-co 4620  df-dm 4621  df-rn 4622  df-res 4623  df-ima 4624  df-iota 5160  df-fun 5200  df-fn 5201  df-f 5202  df-fv 5206  df-1o 6395  df-2o 6396

This theorem is referenced by:  bj-charfunbi  13846