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Theorem ackbijnn 15770
Description: Translate the Ackermann bijection ackbij1 10229 onto the positive integers. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Jan-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
ackbijnn.1 𝐹 = (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ Σ𝑦 ∈ π‘₯ (2↑𝑦))
Assertion
Ref Expression
ackbijnn 𝐹:(𝒫 β„•0 ∩ Fin)–1-1-ontoβ†’β„•0
Distinct variable group:   π‘₯,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐹(π‘₯,𝑦)
Proof of Theorem ackbijnn
Dummy variables 𝑀 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 hashgval2 14334 . . . 4 (β™― β†Ύ Ο‰) = (rec((π‘₯ ∈ V ↦ (π‘₯ + 1)), 0) β†Ύ Ο‰)
21hashgf1o 13932 . . 3 (β™― β†Ύ Ο‰):ω–1-1-ontoβ†’β„•0
3 sneq 4637 . . . . . . . . . 10 (𝑀 = 𝑦 β†’ {𝑀} = {𝑦})
4 pweq 4615 . . . . . . . . . 10 (𝑀 = 𝑦 β†’ 𝒫 𝑀 = 𝒫 𝑦)
53, 4xpeq12d 5706 . . . . . . . . 9 (𝑀 = 𝑦 β†’ ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀) = ({𝑦} Γ— 𝒫 𝑦))
65cbviunv 5042 . . . . . . . 8 βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀) = βˆͺ 𝑦 ∈ 𝑧 ({𝑦} Γ— 𝒫 𝑦)
7 iuneq1 5012 . . . . . . . 8 (𝑧 = π‘₯ β†’ βˆͺ 𝑦 ∈ 𝑧 ({𝑦} Γ— 𝒫 𝑦) = βˆͺ 𝑦 ∈ π‘₯ ({𝑦} Γ— 𝒫 𝑦))
86, 7eqtrid 2784 . . . . . . 7 (𝑧 = π‘₯ β†’ βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀) = βˆͺ 𝑦 ∈ π‘₯ ({𝑦} Γ— 𝒫 𝑦))
98fveq2d 6892 . . . . . 6 (𝑧 = π‘₯ β†’ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)) = (cardβ€˜βˆͺ 𝑦 ∈ π‘₯ ({𝑦} Γ— 𝒫 𝑦)))
109cbvmptv 5260 . . . . 5 (𝑧 ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) = (π‘₯ ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑦 ∈ π‘₯ ({𝑦} Γ— 𝒫 𝑦)))
1110ackbij1 10229 . . . 4 (𝑧 ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))):(𝒫 Ο‰ ∩ Fin)–1-1-ontoβ†’Ο‰
12 f1ocnv 6842 . . . . . 6 ((β™― β†Ύ Ο‰):ω–1-1-ontoβ†’β„•0 β†’ β—‘(β™― β†Ύ Ο‰):β„•0–1-1-ontoβ†’Ο‰)
132, 12ax-mp 5 . . . . 5 β—‘(β™― β†Ύ Ο‰):β„•0–1-1-ontoβ†’Ο‰
14 f1opwfi 9352 . . . . 5 (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰):β„•0–1-1-ontoβ†’Ο‰ β†’ (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)):(𝒫 β„•0 ∩ Fin)–1-1-ontoβ†’(𝒫 Ο‰ ∩ Fin))
1513, 14ax-mp 5 . . . 4 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)):(𝒫 β„•0 ∩ Fin)–1-1-ontoβ†’(𝒫 Ο‰ ∩ Fin)
16 f1oco 6853 . . . 4 (((𝑧 ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))):(𝒫 Ο‰ ∩ Fin)–1-1-ontoβ†’Ο‰ ∧ (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)):(𝒫 β„•0 ∩ Fin)–1-1-ontoβ†’(𝒫 Ο‰ ∩ Fin)) β†’ ((𝑧 ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) ∘ (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯))):(𝒫 β„•0 ∩ Fin)–1-1-ontoβ†’Ο‰)
1711, 15, 16mp2an 690 . . 3 ((𝑧 ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) ∘ (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯))):(𝒫 β„•0 ∩ Fin)–1-1-ontoβ†’Ο‰
18 f1oco 6853 . . 3 (((β™― β†Ύ Ο‰):ω–1-1-ontoβ†’β„•0 ∧ ((𝑧 ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) ∘ (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯))):(𝒫 β„•0 ∩ Fin)–1-1-ontoβ†’Ο‰) β†’ ((β™― β†Ύ Ο‰) ∘ ((𝑧 ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) ∘ (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)))):(𝒫 β„•0 ∩ Fin)–1-1-ontoβ†’β„•0)
192, 17, 18mp2an 690 . 2 ((β™― β†Ύ Ο‰) ∘ ((𝑧 ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) ∘ (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)))):(𝒫 β„•0 ∩ Fin)–1-1-ontoβ†’β„•0
20 inss2 4228 . . . . . . . . . 10 (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) βŠ† Fin
21 f1of 6830 . . . . . . . . . . . . 13 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)):(𝒫 β„•0 ∩ Fin)–1-1-ontoβ†’(𝒫 Ο‰ ∩ Fin) β†’ (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)):(𝒫 β„•0 ∩ Fin)⟢(𝒫 Ο‰ ∩ Fin))
2215, 21ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)):(𝒫 β„•0 ∩ Fin)⟢(𝒫 Ο‰ ∩ Fin)
23 eqid 2732 . . . . . . . . . . . . 13 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)) = (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯))
2423fmpt 7106 . . . . . . . . . . . 12 (βˆ€π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin)(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯) ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↔ (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)):(𝒫 β„•0 ∩ Fin)⟢(𝒫 Ο‰ ∩ Fin))
2522, 24mpbir 230 . . . . . . . . . . 11 βˆ€π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin)(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯) ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin)
2625rspec 3247 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) β†’ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯) ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin))
2720, 26sselid 3979 . . . . . . . . 9 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) β†’ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯) ∈ Fin)
28 snfi 9040 . . . . . . . . . . 11 {𝑀} ∈ Fin
29 cnvimass 6077 . . . . . . . . . . . . . . 15 (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯) βŠ† dom (β™― β†Ύ Ο‰)
30 dmhashres 14297 . . . . . . . . . . . . . . 15 dom (β™― β†Ύ Ο‰) = Ο‰
3129, 30sseqtri 4017 . . . . . . . . . . . . . 14 (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯) βŠ† Ο‰
32 onfin2 9227 . . . . . . . . . . . . . . 15 Ο‰ = (On ∩ Fin)
33 inss2 4228 . . . . . . . . . . . . . . 15 (On ∩ Fin) βŠ† Fin
3432, 33eqsstri 4015 . . . . . . . . . . . . . 14 Ο‰ βŠ† Fin
3531, 34sstri 3990 . . . . . . . . . . . . 13 (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯) βŠ† Fin
36 simpr 485 . . . . . . . . . . . . 13 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)) β†’ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯))
3735, 36sselid 3979 . . . . . . . . . . . 12 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)) β†’ 𝑀 ∈ Fin)
38 pwfi 9174 . . . . . . . . . . . 12 (𝑀 ∈ Fin ↔ 𝒫 𝑀 ∈ Fin)
3937, 38sylib 217 . . . . . . . . . . 11 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)) β†’ 𝒫 𝑀 ∈ Fin)
40 xpfi 9313 . . . . . . . . . . 11 (({𝑀} ∈ Fin ∧ 𝒫 𝑀 ∈ Fin) β†’ ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀) ∈ Fin)
4128, 39, 40sylancr 587 . . . . . . . . . 10 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)) β†’ ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀) ∈ Fin)
4241ralrimiva 3146 . . . . . . . . 9 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) β†’ βˆ€π‘€ ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀) ∈ Fin)
43 iunfi 9336 . . . . . . . . 9 (((β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯) ∈ Fin ∧ βˆ€π‘€ ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀) ∈ Fin) β†’ βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀) ∈ Fin)
4427, 42, 43syl2anc 584 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) β†’ βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀) ∈ Fin)
45 ficardom 9952 . . . . . . . 8 (βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀) ∈ Fin β†’ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)) ∈ Ο‰)
4644, 45syl 17 . . . . . . 7 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) β†’ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)) ∈ Ο‰)
4746fvresd 6908 . . . . . 6 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) β†’ ((β™― β†Ύ Ο‰)β€˜(cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) = (β™―β€˜(cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))))
48 hashcard 14311 . . . . . . 7 (βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀) ∈ Fin β†’ (β™―β€˜(cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) = (β™―β€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)))
4944, 48syl 17 . . . . . 6 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) β†’ (β™―β€˜(cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) = (β™―β€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)))
50 xp1st 8003 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 ∈ ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀) β†’ (1st β€˜π‘§) ∈ {𝑀})
51 elsni 4644 . . . . . . . . . . . 12 ((1st β€˜π‘§) ∈ {𝑀} β†’ (1st β€˜π‘§) = 𝑀)
5250, 51syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 ∈ ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀) β†’ (1st β€˜π‘§) = 𝑀)
5352rgen 3063 . . . . . . . . . 10 βˆ€π‘§ ∈ ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)(1st β€˜π‘§) = 𝑀
5453rgenw 3065 . . . . . . . . 9 βˆ€π‘€ ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)βˆ€π‘§ ∈ ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)(1st β€˜π‘§) = 𝑀
55 invdisj 5131 . . . . . . . . 9 (βˆ€π‘€ ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)βˆ€π‘§ ∈ ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)(1st β€˜π‘§) = 𝑀 β†’ Disj 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))
5654, 55mp1i 13 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) β†’ Disj 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))
5727, 41, 56hashiun 15764 . . . . . . 7 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) β†’ (β™―β€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)) = Σ𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)(β™―β€˜({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)))
58 sneq 4637 . . . . . . . . . 10 (𝑀 = (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦) β†’ {𝑀} = {(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)})
59 pweq 4615 . . . . . . . . . 10 (𝑀 = (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦) β†’ 𝒫 𝑀 = 𝒫 (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦))
6058, 59xpeq12d 5706 . . . . . . . . 9 (𝑀 = (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦) β†’ ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀) = ({(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)} Γ— 𝒫 (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)))
6160fveq2d 6892 . . . . . . . 8 (𝑀 = (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦) β†’ (β™―β€˜({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)) = (β™―β€˜({(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)} Γ— 𝒫 (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦))))
62 elinel2 4195 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) β†’ π‘₯ ∈ Fin)
63 f1of1 6829 . . . . . . . . . 10 (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰):β„•0–1-1-ontoβ†’Ο‰ β†’ β—‘(β™― β†Ύ Ο‰):β„•0–1-1β†’Ο‰)
6413, 63ax-mp 5 . . . . . . . . 9 β—‘(β™― β†Ύ Ο‰):β„•0–1-1β†’Ο‰
65 elinel1 4194 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) β†’ π‘₯ ∈ 𝒫 β„•0)
6665elpwid 4610 . . . . . . . . 9 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) β†’ π‘₯ βŠ† β„•0)
67 f1ores 6844 . . . . . . . . 9 ((β—‘(β™― β†Ύ Ο‰):β„•0–1-1β†’Ο‰ ∧ π‘₯ βŠ† β„•0) β†’ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β†Ύ π‘₯):π‘₯–1-1-ontoβ†’(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯))
6864, 66, 67sylancr 587 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) β†’ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β†Ύ π‘₯):π‘₯–1-1-ontoβ†’(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯))
69 fvres 6907 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ π‘₯ β†’ ((β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β†Ύ π‘₯)β€˜π‘¦) = (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦))
7069adantl 482 . . . . . . . 8 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑦 ∈ π‘₯) β†’ ((β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β†Ύ π‘₯)β€˜π‘¦) = (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦))
71 hashcl 14312 . . . . . . . . 9 (({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀) ∈ Fin β†’ (β™―β€˜({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)) ∈ β„•0)
72 nn0cn 12478 . . . . . . . . 9 ((β™―β€˜({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)) ∈ β„•0 β†’ (β™―β€˜({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)) ∈ β„‚)
7341, 71, 723syl 18 . . . . . . . 8 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)) β†’ (β™―β€˜({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)) ∈ β„‚)
7461, 62, 68, 70, 73fsumf1o 15665 . . . . . . 7 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) β†’ Σ𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)(β™―β€˜({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)) = Σ𝑦 ∈ π‘₯ (β™―β€˜({(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)} Γ— 𝒫 (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦))))
75 snfi 9040 . . . . . . . . . 10 {(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)} ∈ Fin
7666sselda 3981 . . . . . . . . . . . . 13 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑦 ∈ π‘₯) β†’ 𝑦 ∈ β„•0)
77 f1of 6830 . . . . . . . . . . . . . . 15 (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰):β„•0–1-1-ontoβ†’Ο‰ β†’ β—‘(β™― β†Ύ Ο‰):β„•0βŸΆΟ‰)
7813, 77ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14 β—‘(β™― β†Ύ Ο‰):β„•0βŸΆΟ‰
7978ffvelcdmi 7082 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ β„•0 β†’ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦) ∈ Ο‰)
8076, 79syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑦 ∈ π‘₯) β†’ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦) ∈ Ο‰)
8134, 80sselid 3979 . . . . . . . . . . 11 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑦 ∈ π‘₯) β†’ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦) ∈ Fin)
82 pwfi 9174 . . . . . . . . . . 11 ((β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦) ∈ Fin ↔ 𝒫 (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦) ∈ Fin)
8381, 82sylib 217 . . . . . . . . . 10 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑦 ∈ π‘₯) β†’ 𝒫 (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦) ∈ Fin)
84 hashxp 14390 . . . . . . . . . 10 (({(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)} ∈ Fin ∧ 𝒫 (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦) ∈ Fin) β†’ (β™―β€˜({(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)} Γ— 𝒫 (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦))) = ((β™―β€˜{(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)}) Β· (β™―β€˜π’« (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦))))
8575, 83, 84sylancr 587 . . . . . . . . 9 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑦 ∈ π‘₯) β†’ (β™―β€˜({(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)} Γ— 𝒫 (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦))) = ((β™―β€˜{(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)}) Β· (β™―β€˜π’« (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦))))
86 hashsng 14325 . . . . . . . . . . 11 ((β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦) ∈ Ο‰ β†’ (β™―β€˜{(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)}) = 1)
8780, 86syl 17 . . . . . . . . . 10 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑦 ∈ π‘₯) β†’ (β™―β€˜{(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)}) = 1)
88 hashpw 14392 . . . . . . . . . . . 12 ((β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦) ∈ Fin β†’ (β™―β€˜π’« (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)) = (2↑(β™―β€˜(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦))))
8981, 88syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑦 ∈ π‘₯) β†’ (β™―β€˜π’« (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)) = (2↑(β™―β€˜(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦))))
9080fvresd 6908 . . . . . . . . . . . . 13 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑦 ∈ π‘₯) β†’ ((β™― β†Ύ Ο‰)β€˜(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)) = (β™―β€˜(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)))
91 f1ocnvfv2 7271 . . . . . . . . . . . . . 14 (((β™― β†Ύ Ο‰):ω–1-1-ontoβ†’β„•0 ∧ 𝑦 ∈ β„•0) β†’ ((β™― β†Ύ Ο‰)β€˜(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)) = 𝑦)
922, 76, 91sylancr 587 . . . . . . . . . . . . 13 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑦 ∈ π‘₯) β†’ ((β™― β†Ύ Ο‰)β€˜(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)) = 𝑦)
9390, 92eqtr3d 2774 . . . . . . . . . . . 12 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑦 ∈ π‘₯) β†’ (β™―β€˜(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)) = 𝑦)
9493oveq2d 7421 . . . . . . . . . . 11 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑦 ∈ π‘₯) β†’ (2↑(β™―β€˜(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦))) = (2↑𝑦))
9589, 94eqtrd 2772 . . . . . . . . . 10 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑦 ∈ π‘₯) β†’ (β™―β€˜π’« (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)) = (2↑𝑦))
9687, 95oveq12d 7423 . . . . . . . . 9 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑦 ∈ π‘₯) β†’ ((β™―β€˜{(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)}) Β· (β™―β€˜π’« (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦))) = (1 Β· (2↑𝑦)))
97 2cn 12283 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ β„‚
98 expcl 14041 . . . . . . . . . . 11 ((2 ∈ β„‚ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) β†’ (2↑𝑦) ∈ β„‚)
9997, 76, 98sylancr 587 . . . . . . . . . 10 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑦 ∈ π‘₯) β†’ (2↑𝑦) ∈ β„‚)
10099mullidd 11228 . . . . . . . . 9 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑦 ∈ π‘₯) β†’ (1 Β· (2↑𝑦)) = (2↑𝑦))
10185, 96, 1003eqtrd 2776 . . . . . . . 8 ((π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ∧ 𝑦 ∈ π‘₯) β†’ (β™―β€˜({(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)} Γ— 𝒫 (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦))) = (2↑𝑦))
102101sumeq2dv 15645 . . . . . . 7 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) β†’ Σ𝑦 ∈ π‘₯ (β™―β€˜({(β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)} Γ— 𝒫 (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦))) = Σ𝑦 ∈ π‘₯ (2↑𝑦))
10357, 74, 1023eqtrd 2776 . . . . . 6 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) β†’ (β™―β€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)) = Σ𝑦 ∈ π‘₯ (2↑𝑦))
10447, 49, 1033eqtrd 2776 . . . . 5 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) β†’ ((β™― β†Ύ Ο‰)β€˜(cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) = Σ𝑦 ∈ π‘₯ (2↑𝑦))
105104mpteq2ia 5250 . . . 4 (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ ((β™― β†Ύ Ο‰)β€˜(cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)))) = (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ Σ𝑦 ∈ π‘₯ (2↑𝑦))
10646adantl 482 . . . . . 6 ((⊀ ∧ π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin)) β†’ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)) ∈ Ο‰)
10726adantl 482 . . . . . . 7 ((⊀ ∧ π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin)) β†’ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯) ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin))
108 eqidd 2733 . . . . . . 7 (⊀ β†’ (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)) = (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)))
109 eqidd 2733 . . . . . . 7 (⊀ β†’ (𝑧 ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) = (𝑧 ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))))
110 iuneq1 5012 . . . . . . . 8 (𝑧 = (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯) β†’ βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀) = βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))
111110fveq2d 6892 . . . . . . 7 (𝑧 = (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯) β†’ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)) = (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)))
112107, 108, 109, 111fmptco 7123 . . . . . 6 (⊀ β†’ ((𝑧 ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) ∘ (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯))) = (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))))
113 f1of 6830 . . . . . . . 8 ((β™― β†Ύ Ο‰):ω–1-1-ontoβ†’β„•0 β†’ (β™― β†Ύ Ο‰):Ο‰βŸΆβ„•0)
1142, 113mp1i 13 . . . . . . 7 (⊀ β†’ (β™― β†Ύ Ο‰):Ο‰βŸΆβ„•0)
115114feqmptd 6957 . . . . . 6 (⊀ β†’ (β™― β†Ύ Ο‰) = (𝑦 ∈ Ο‰ ↦ ((β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦)))
116 fveq2 6888 . . . . . 6 (𝑦 = (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)) β†’ ((β™― β†Ύ Ο‰)β€˜π‘¦) = ((β™― β†Ύ Ο‰)β€˜(cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))))
117106, 112, 115, 116fmptco 7123 . . . . 5 (⊀ β†’ ((β™― β†Ύ Ο‰) ∘ ((𝑧 ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) ∘ (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)))) = (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ ((β™― β†Ύ Ο‰)β€˜(cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀)))))
118117mptru 1548 . . . 4 ((β™― β†Ύ Ο‰) ∘ ((𝑧 ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) ∘ (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)))) = (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ ((β™― β†Ύ Ο‰)β€˜(cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))))
119 ackbijnn.1 . . . 4 𝐹 = (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ Σ𝑦 ∈ π‘₯ (2↑𝑦))
120105, 118, 1193eqtr4i 2770 . . 3 ((β™― β†Ύ Ο‰) ∘ ((𝑧 ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) ∘ (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)))) = 𝐹
121 f1oeq1 6818 . . 3 (((β™― β†Ύ Ο‰) ∘ ((𝑧 ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) ∘ (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)))) = 𝐹 β†’ (((β™― β†Ύ Ο‰) ∘ ((𝑧 ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) ∘ (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)))):(𝒫 β„•0 ∩ Fin)–1-1-ontoβ†’β„•0 ↔ 𝐹:(𝒫 β„•0 ∩ Fin)–1-1-ontoβ†’β„•0))
122120, 121ax-mp 5 . 2 (((β™― β†Ύ Ο‰) ∘ ((𝑧 ∈ (𝒫 Ο‰ ∩ Fin) ↦ (cardβ€˜βˆͺ 𝑀 ∈ 𝑧 ({𝑀} Γ— 𝒫 𝑀))) ∘ (π‘₯ ∈ (𝒫 β„•0 ∩ Fin) ↦ (β—‘(β™― β†Ύ Ο‰) β€œ π‘₯)))):(𝒫 β„•0 ∩ Fin)–1-1-ontoβ†’β„•0 ↔ 𝐹:(𝒫 β„•0 ∩ Fin)–1-1-ontoβ†’β„•0)
12319, 122mpbi 229 1 𝐹:(𝒫 β„•0 ∩ Fin)–1-1-ontoβ†’β„•0
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541  βŠ€wtru 1542   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061   ∩ cin 3946   βŠ† wss 3947  π’« cpw 4601  {csn 4627  βˆͺ ciun 4996  Disj wdisj 5112   ↦ cmpt 5230   Γ— cxp 5673  β—‘ccnv 5674  dom cdm 5675   β†Ύ cres 5677   β€œ cima 5678   ∘ ccom 5679  Oncon0 6361  βŸΆwf 6536  β€“1-1β†’wf1 6537  β€“1-1-ontoβ†’wf1o 6539  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  Ο‰com 7851  1st c1st 7969  Fincfn 8935  cardccrd 9926  β„‚cc 11104  1c1 11107   Β· cmul 11111  2c2 12263  β„•0cn0 12468  β†‘cexp 14023  β™―chash 14286  Ξ£csu 15628
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-inf2 9632  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-disj 5113  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-oadd 8466  df-er 8699  df-map 8818  df-pm 8819  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-sup 9433  df-oi 9501  df-dju 9892  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-n0 12469  df-xnn0 12541  df-z 12555  df-uz 12819  df-rp 12971  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-seq 13963  df-exp 14024  df-hash 14287  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-clim 15428  df-sum 15629
This theorem is referenced by:  bitsinv2  16380
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