Theorem pw2f1odc 6878

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 2189	. . . 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 6877	. . . . 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 2759	. . . . 5 ⊢ 𝑦 ∈ V
13	12	cnvex 5192	. . . 4 ⊢ ◡𝑦 ∈ V
14	13	imaex 5008	. . 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 6877	. 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 6109	1 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝒫 𝐴–1-1-onto→({𝐵, 𝐶} ↑𝑚 𝐴))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104  DECID wdc 835   = wceq 1364   ∈ wcel 2160   ≠ wne 2360  ∀wral 2468  Vcvv 2756  ifcif 3553  𝒫 cpw 3597  {csn 3614  {cpr 3615   ↦ cmpt 4086  ^◡ccnv 4650   “ cima 4654  –1-1-onto→wf1o 5241  (class class class)co 5906   ↑_𝑚 cmap 6689

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 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2162  ax-14 2163  ax-ext 2171  ax-sep 4143  ax-pow 4199  ax-pr 4234  ax-un 4458  ax-setind 4561

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 1472  df-sb 1774  df-eu 2041  df-mo 2042  df-clab 2176  df-cleq 2182  df-clel 2185  df-nfc 2321  df-ne 2361  df-ral 2473  df-rex 2474  df-rab 2477  df-v 2758  df-sbc 2982  df-csb 3077  df-dif 3151  df-un 3153  df-in 3155  df-ss 3162  df-if 3554  df-pw 3599  df-sn 3620  df-pr 3621  df-op 3623  df-uni 3832  df-br 4026  df-opab 4087  df-mpt 4088  df-id 4318  df-xp 4657  df-rel 4658  df-cnv 4659  df-co 4660  df-dm 4661  df-rn 4662  df-res 4663  df-ima 4664  df-iota 5203  df-fun 5244  df-fn 5245  df-f 5246  df-f1 5247  df-fo 5248  df-f1o 5249  df-fv 5250  df-ov 5909  df-oprab 5910  df-mpo 5911  df-map 6691

This theorem is referenced by:  exmidpw2en  6955