Theorem pw2f1odc 6896

Description: The power set of a set is equinumerous to set exponentiation with an unordered pair base of ordinal 2. Generalized from Proposition 10.44 of [TakeutiZaring] p. 96. (Contributed by Mario Carneiro, 6-Oct-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
pw2f1o.1	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
pw2f1o.2	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑊)
pw2f1o.3	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑊)
pw2f1o.4	⊢ (𝜑 → 𝐵 ≠ 𝐶)
pw2f1odc.4	⊢ (𝜑 → ∀𝑝 ∈ 𝐴 ∀𝑞 ∈ 𝒫 𝐴DECID 𝑝 ∈ 𝑞)
pw2f1o.5	⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝒫 𝐴 ↦ (𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 ∈ 𝑥, 𝐶, 𝐵)))

Assertion

Ref	Expression
pw2f1odc	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝒫 𝐴–1-1-onto→({𝐵, 𝐶} ↑𝑚 𝐴))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑝,𝑞,𝑥   𝑧,𝐴,𝑥   𝑥,𝐵,𝑧   𝑥,𝐶,𝑧   𝜑,𝑥

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑧,𝑞,𝑝)   𝐵(𝑞,𝑝)   𝐶(𝑞,𝑝)   𝐹(𝑥,𝑧,𝑞,𝑝)   𝑉(𝑥,𝑧,𝑞,𝑝)   𝑊(𝑥,𝑧,𝑞,𝑝)

Proof of Theorem pw2f1odc

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pw2f1o.5	. 2 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝒫 𝐴 ↦ (𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 ∈ 𝑥, 𝐶, 𝐵)))
2		eqid 2196	. . . 4 ⊢ (𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 ∈ 𝑥, 𝐶, 𝐵)) = (𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 ∈ 𝑥, 𝐶, 𝐵))
3		pw2f1o.1	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
4		pw2f1o.2	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑊)
5		pw2f1o.3	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑊)
6		pw2f1o.4	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ≠ 𝐶)
7		pw2f1odc.4	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑝 ∈ 𝐴 ∀𝑞 ∈ 𝒫 𝐴DECID 𝑝 ∈ 𝑞)
8	3, 4, 5, 6, 7	pw2f1odclem 6895	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 ∈ 𝑥, 𝐶, 𝐵)) = (𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 ∈ 𝑥, 𝐶, 𝐵))) ↔ ((𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 ∈ 𝑥, 𝐶, 𝐵)) ∈ ({𝐵, 𝐶} ↑𝑚 𝐴) ∧ 𝑥 = (◡(𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 ∈ 𝑥, 𝐶, 𝐵)) “ {𝐶}))))
9	8	biimpa 296	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ (𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 ∈ 𝑥, 𝐶, 𝐵)) = (𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 ∈ 𝑥, 𝐶, 𝐵)))) → ((𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 ∈ 𝑥, 𝐶, 𝐵)) ∈ ({𝐵, 𝐶} ↑𝑚 𝐴) ∧ 𝑥 = (◡(𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 ∈ 𝑥, 𝐶, 𝐵)) “ {𝐶})))
10	2, 9	mpanr2 438	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 𝐴) → ((𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 ∈ 𝑥, 𝐶, 𝐵)) ∈ ({𝐵, 𝐶} ↑𝑚 𝐴) ∧ 𝑥 = (◡(𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 ∈ 𝑥, 𝐶, 𝐵)) “ {𝐶})))
11	10	simpld 112	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 𝐴) → (𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 ∈ 𝑥, 𝐶, 𝐵)) ∈ ({𝐵, 𝐶} ↑𝑚 𝐴))
12		vex 2766	. . . . 5 ⊢ 𝑦 ∈ V
13	12	cnvex 5208	. . . 4 ⊢ ◡𝑦 ∈ V
14	13	imaex 5024	. . 3 ⊢ (◡𝑦 “ {𝐶}) ∈ V
15	14	a1i 9	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ({𝐵, 𝐶} ↑𝑚 𝐴)) → (◡𝑦 “ {𝐶}) ∈ V)
16	3, 4, 5, 6, 7	pw2f1odclem 6895	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ 𝑦 = (𝑧 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑧 ∈ 𝑥, 𝐶, 𝐵))) ↔ (𝑦 ∈ ({𝐵, 𝐶} ↑𝑚 𝐴) ∧ 𝑥 = (◡𝑦 “ {𝐶}))))
17	1, 11, 15, 16	f1od 6126	1 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝒫 𝐴–1-1-onto→({𝐵, 𝐶} ↑𝑚 𝐴))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104  DECID wdc 835   = wceq 1364   ∈ wcel 2167   ≠ wne 2367  ∀wral 2475  Vcvv 2763  ifcif 3561  𝒫 cpw 3605  {csn 3622  {cpr 3623   ↦ cmpt 4094  ^◡ccnv 4662   “ cima 4666  –1-1-onto→wf1o 5257  (class class class)co 5922   ↑_𝑚 cmap 6707

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-sep 4151  ax-pow 4207  ax-pr 4242  ax-un 4468  ax-setind 4573

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 832  df-dc 836  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-ral 2480  df-rex 2481  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-if 3562  df-pw 3607  df-sn 3628  df-pr 3629  df-op 3631  df-uni 3840  df-br 4034  df-opab 4095  df-mpt 4096  df-id 4328  df-xp 4669  df-rel 4670  df-cnv 4671  df-co 4672  df-dm 4673  df-rn 4674  df-res 4675  df-ima 4676  df-iota 5219  df-fun 5260  df-fn 5261  df-f 5262  df-f1 5263  df-fo 5264  df-f1o 5265  df-fv 5266  df-ov 5925  df-oprab 5926  df-mpo 5927  df-map 6709

This theorem is referenced by:  exmidpw2en  6973