Theorem pw2f1odc 6932

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 2205	. . . 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 6931	. . . . 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 2775	. . . . 5 ⊢ 𝑦 ∈ V
13	12	cnvex 5221	. . . 4 ⊢ ◡𝑦 ∈ V
14	13	imaex 5037	. . 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 6931	. 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 6149	1 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝒫 𝐴–1-1-onto→({𝐵, 𝐶} ↑𝑚 𝐴))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104  DECID wdc 836   = wceq 1373   ∈ wcel 2176   ≠ wne 2376  ∀wral 2484  Vcvv 2772  ifcif 3571  𝒫 cpw 3616  {csn 3633  {cpr 3634   ↦ cmpt 4105  ^◡ccnv 4674   “ cima 4678  –1-1-onto→wf1o 5270  (class class class)co 5944   ↑_𝑚 cmap 6735

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 711  ax-5 1470  ax-7 1471  ax-gen 1472  ax-ie1 1516  ax-ie2 1517  ax-8 1527  ax-10 1528  ax-11 1529  ax-i12 1530  ax-bndl 1532  ax-4 1533  ax-17 1549  ax-i9 1553  ax-ial 1557  ax-i5r 1558  ax-13 2178  ax-14 2179  ax-ext 2187  ax-sep 4162  ax-pow 4218  ax-pr 4253  ax-un 4480  ax-setind 4585

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 833  df-dc 837  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1484  df-sb 1786  df-eu 2057  df-mo 2058  df-clab 2192  df-cleq 2198  df-clel 2201  df-nfc 2337  df-ne 2377  df-ral 2489  df-rex 2490  df-rab 2493  df-v 2774  df-sbc 2999  df-csb 3094  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-if 3572  df-pw 3618  df-sn 3639  df-pr 3640  df-op 3642  df-uni 3851  df-br 4045  df-opab 4106  df-mpt 4107  df-id 4340  df-xp 4681  df-rel 4682  df-cnv 4683  df-co 4684  df-dm 4685  df-rn 4686  df-res 4687  df-ima 4688  df-iota 5232  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-ov 5947  df-oprab 5948  df-mpo 5949  df-map 6737

This theorem is referenced by:  exmidpw2en  7009