Metamath Proof Explorer


Theorem ackbijnn

Description: Translate the Ackermann bijection ackbij1 onto the positive integers. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Jan-2015)

Ref Expression
Hypothesis ackbijnn.1 ⊢ F = x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ ∑ y ∈ x 2 y
Assertion ackbijnn ⊢ F : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 1-1 onto ℕ 0

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ackbijnn.1 ⊢ F = x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ ∑ y ∈ x 2 y
2 hashgval2 ⊢ . ↾ ω = rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω
3 2 hashgf1o ⊢ . ↾ ω : ω ⟶ 1-1 onto ℕ 0
4 sneq ⊢ w = y → w = y
5 pweq ⊢ w = y → 𝒫 w = 𝒫 y
6 4 5 xpeq12d ⊢ w = y → w × 𝒫 w = y × 𝒫 y
7 6 cbviunv ⊢ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w = ⋃ y ∈ z y × 𝒫 y
8 iuneq1 ⊢ z = x → ⋃ y ∈ z y × 𝒫 y = ⋃ y ∈ x y × 𝒫 y
9 7 8 eqtrid ⊢ z = x → ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w = ⋃ y ∈ x y × 𝒫 y
10 9 fveq2d ⊢ z = x → card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w = card ⁡ ⋃ y ∈ x y × 𝒫 y
11 10 cbvmptv ⊢ z ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w = x ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ y ∈ x y × 𝒫 y
12 11 ackbij1 ⊢ z ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w : 𝒫 ω ∩ Fin ⟶ 1-1 onto ω
13 f1ocnv ⊢ . ↾ ω : ω ⟶ 1-1 onto ℕ 0 → . ↾ ω -1 : ℕ 0 ⟶ 1-1 onto ω
14 3 13 ax-mp ⊢ . ↾ ω -1 : ℕ 0 ⟶ 1-1 onto ω
15 f1opwfi ⊢ . ↾ ω -1 : ℕ 0 ⟶ 1-1 onto ω → x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 1-1 onto 𝒫 ω ∩ Fin
16 14 15 ax-mp ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 1-1 onto 𝒫 ω ∩ Fin
17 f1oco ⊢ z ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w : 𝒫 ω ∩ Fin ⟶ 1-1 onto ω ∧ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 1-1 onto 𝒫 ω ∩ Fin → z ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w ∘ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 1-1 onto ω
18 12 16 17 mp2an ⊢ z ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w ∘ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 1-1 onto ω
19 f1oco ⊢ . ↾ ω : ω ⟶ 1-1 onto ℕ 0 ∧ z ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w ∘ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 1-1 onto ω → . ↾ ω ∘ z ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w ∘ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 1-1 onto ℕ 0
20 3 18 19 mp2an ⊢ . ↾ ω ∘ z ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w ∘ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 1-1 onto ℕ 0
21 inss2 ⊢ 𝒫 ω ∩ Fin ⊆ Fin
22 f1of ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 1-1 onto 𝒫 ω ∩ Fin → x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 𝒫 ω ∩ Fin
23 16 22 ax-mp ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 𝒫 ω ∩ Fin
24 eqid ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x = x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x
25 24 fmpt ⊢ ∀ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin . ↾ ω -1 x ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ↔ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 𝒫 ω ∩ Fin
26 23 25 mpbir ⊢ ∀ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin . ↾ ω -1 x ∈ 𝒫 ω ∩ Fin
27 26 rspec ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → . ↾ ω -1 x ∈ 𝒫 ω ∩ Fin
28 21 27 sselid ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → . ↾ ω -1 x ∈ Fin
29 snfi ⊢ w ∈ Fin
30 cnvimass ⊢ . ↾ ω -1 x ⊆ dom ⁡ . ↾ ω
31 dmhashres ⊢ dom ⁡ . ↾ ω = ω
32 30 31 sseqtri ⊢ . ↾ ω -1 x ⊆ ω
33 onfin2 ⊢ ω = On ∩ Fin
34 inss2 ⊢ On ∩ Fin ⊆ Fin
35 33 34 eqsstri ⊢ ω ⊆ Fin
36 32 35 sstri ⊢ . ↾ ω -1 x ⊆ Fin
37 simpr ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ w ∈ . ↾ ω -1 x → w ∈ . ↾ ω -1 x
38 36 37 sselid ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ w ∈ . ↾ ω -1 x → w ∈ Fin
39 pwfi ⊢ w ∈ Fin ↔ 𝒫 w ∈ Fin
40 38 39 sylib ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ w ∈ . ↾ ω -1 x → 𝒫 w ∈ Fin
41 xpfi ⊢ w ∈ Fin ∧ 𝒫 w ∈ Fin → w × 𝒫 w ∈ Fin
42 29 40 41 sylancr ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ w ∈ . ↾ ω -1 x → w × 𝒫 w ∈ Fin
43 42 ralrimiva ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → ∀ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w ∈ Fin
44 iunfi ⊢ . ↾ ω -1 x ∈ Fin ∧ ∀ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w ∈ Fin → ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w ∈ Fin
45 28 43 44 syl2anc ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w ∈ Fin
46 ficardom ⊢ ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w ∈ Fin → card ⁡ ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w ∈ ω
47 45 46 syl ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → card ⁡ ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w ∈ ω
48 47 fvresd ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → . ↾ ω ⁡ card ⁡ ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w = card ⁡ ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w
49 hashcard ⊢ ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w ∈ Fin → card ⁡ ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w = ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w
50 45 49 syl ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → card ⁡ ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w = ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w
51 xp1st ⊢ z ∈ w × 𝒫 w → 1 st ⁡ z ∈ w
52 elsni ⊢ 1 st ⁡ z ∈ w → 1 st ⁡ z = w
53 51 52 syl ⊢ z ∈ w × 𝒫 w → 1 st ⁡ z = w
54 53 rgen ⊢ ∀ z ∈ w × 𝒫 w 1 st ⁡ z = w
55 54 rgenw ⊢ ∀ w ∈ . ↾ ω -1 x ∀ z ∈ w × 𝒫 w 1 st ⁡ z = w
56 invdisj ⊢ ∀ w ∈ . ↾ ω -1 x ∀ z ∈ w × 𝒫 w 1 st ⁡ z = w → Disj w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w
57 55 56 mp1i ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → Disj w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w
58 28 42 57 hashiun ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w = ∑ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w
59 sneq ⊢ w = . ↾ ω -1 ⁡ y → w = . ↾ ω -1 ⁡ y
60 pweq ⊢ w = . ↾ ω -1 ⁡ y → 𝒫 w = 𝒫 . ↾ ω -1 ⁡ y
61 59 60 xpeq12d ⊢ w = . ↾ ω -1 ⁡ y → w × 𝒫 w = . ↾ ω -1 ⁡ y × 𝒫 . ↾ ω -1 ⁡ y
62 61 fveq2d ⊢ w = . ↾ ω -1 ⁡ y → w × 𝒫 w = . ↾ ω -1 ⁡ y × 𝒫 . ↾ ω -1 ⁡ y
63 elinel2 ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → x ∈ Fin
64 f1of1 ⊢ . ↾ ω -1 : ℕ 0 ⟶ 1-1 onto ω → . ↾ ω -1 : ℕ 0 ⟶ 1-1 ω
65 14 64 ax-mp ⊢ . ↾ ω -1 : ℕ 0 ⟶ 1-1 ω
66 elinel1 ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → x ∈ 𝒫 ℕ 0
67 66 elpwid ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → x ⊆ ℕ 0
68 f1ores ⊢ . ↾ ω -1 : ℕ 0 ⟶ 1-1 ω ∧ x ⊆ ℕ 0 → . ↾ ω -1 ↾ x : x ⟶ 1-1 onto . ↾ ω -1 x
69 65 67 68 sylancr ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → . ↾ ω -1 ↾ x : x ⟶ 1-1 onto . ↾ ω -1 x
70 fvres ⊢ y ∈ x → . ↾ ω -1 ↾ x ⁡ y = . ↾ ω -1 ⁡ y
71 70 adantl ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ y ∈ x → . ↾ ω -1 ↾ x ⁡ y = . ↾ ω -1 ⁡ y
72 hashcl ⊢ w × 𝒫 w ∈ Fin → w × 𝒫 w ∈ ℕ 0
73 nn0cn ⊢ w × 𝒫 w ∈ ℕ 0 → w × 𝒫 w ∈ ℂ
74 42 72 73 3syl ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ w ∈ . ↾ ω -1 x → w × 𝒫 w ∈ ℂ
75 62 63 69 71 74 fsumf1o ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → ∑ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w = ∑ y ∈ x . ↾ ω -1 ⁡ y × 𝒫 . ↾ ω -1 ⁡ y
76 snfi ⊢ . ↾ ω -1 ⁡ y ∈ Fin
77 67 sselda ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ y ∈ x → y ∈ ℕ 0
78 f1of ⊢ . ↾ ω -1 : ℕ 0 ⟶ 1-1 onto ω → . ↾ ω -1 : ℕ 0 ⟶ ω
79 14 78 ax-mp ⊢ . ↾ ω -1 : ℕ 0 ⟶ ω
80 79 ffvelcdmi ⊢ y ∈ ℕ 0 → . ↾ ω -1 ⁡ y ∈ ω
81 77 80 syl ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ y ∈ x → . ↾ ω -1 ⁡ y ∈ ω
82 35 81 sselid ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ y ∈ x → . ↾ ω -1 ⁡ y ∈ Fin
83 pwfi ⊢ . ↾ ω -1 ⁡ y ∈ Fin ↔ 𝒫 . ↾ ω -1 ⁡ y ∈ Fin
84 82 83 sylib ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ y ∈ x → 𝒫 . ↾ ω -1 ⁡ y ∈ Fin
85 hashxp ⊢ . ↾ ω -1 ⁡ y ∈ Fin ∧ 𝒫 . ↾ ω -1 ⁡ y ∈ Fin → . ↾ ω -1 ⁡ y × 𝒫 . ↾ ω -1 ⁡ y = . ↾ ω -1 ⁡ y ⁢ 𝒫 . ↾ ω -1 ⁡ y
86 76 84 85 sylancr ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ y ∈ x → . ↾ ω -1 ⁡ y × 𝒫 . ↾ ω -1 ⁡ y = . ↾ ω -1 ⁡ y ⁢ 𝒫 . ↾ ω -1 ⁡ y
87 hashsng ⊢ . ↾ ω -1 ⁡ y ∈ ω → . ↾ ω -1 ⁡ y = 1
88 81 87 syl ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ y ∈ x → . ↾ ω -1 ⁡ y = 1
89 hashpw ⊢ . ↾ ω -1 ⁡ y ∈ Fin → 𝒫 . ↾ ω -1 ⁡ y = 2 . ↾ ω -1 ⁡ y
90 82 89 syl ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ y ∈ x → 𝒫 . ↾ ω -1 ⁡ y = 2 . ↾ ω -1 ⁡ y
91 81 fvresd ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ y ∈ x → . ↾ ω ⁡ . ↾ ω -1 ⁡ y = . ↾ ω -1 ⁡ y
92 f1ocnvfv2 ⊢ . ↾ ω : ω ⟶ 1-1 onto ℕ 0 ∧ y ∈ ℕ 0 → . ↾ ω ⁡ . ↾ ω -1 ⁡ y = y
93 3 77 92 sylancr ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ y ∈ x → . ↾ ω ⁡ . ↾ ω -1 ⁡ y = y
94 91 93 eqtr3d ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ y ∈ x → . ↾ ω -1 ⁡ y = y
95 94 oveq2d ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ y ∈ x → 2 . ↾ ω -1 ⁡ y = 2 y
96 90 95 eqtrd ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ y ∈ x → 𝒫 . ↾ ω -1 ⁡ y = 2 y
97 88 96 oveq12d ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ y ∈ x → . ↾ ω -1 ⁡ y ⁢ 𝒫 . ↾ ω -1 ⁡ y = 1 ⁢ 2 y
98 2cn ⊢ 2 ∈ ℂ
99 expcl ⊢ 2 ∈ ℂ ∧ y ∈ ℕ 0 → 2 y ∈ ℂ
100 98 77 99 sylancr ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ y ∈ x → 2 y ∈ ℂ
101 100 mullidd ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ y ∈ x → 1 ⁢ 2 y = 2 y
102 86 97 101 3eqtrd ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ∧ y ∈ x → . ↾ ω -1 ⁡ y × 𝒫 . ↾ ω -1 ⁡ y = 2 y
103 102 sumeq2dv ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → ∑ y ∈ x . ↾ ω -1 ⁡ y × 𝒫 . ↾ ω -1 ⁡ y = ∑ y ∈ x 2 y
104 58 75 103 3eqtrd ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w = ∑ y ∈ x 2 y
105 48 50 104 3eqtrd ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → . ↾ ω ⁡ card ⁡ ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w = ∑ y ∈ x 2 y
106 105 mpteq2ia ⊢ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω ⁡ card ⁡ ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w = x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ ∑ y ∈ x 2 y
107 47 adantl ⊢ ⊤ ∧ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → card ⁡ ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w ∈ ω
108 27 adantl ⊢ ⊤ ∧ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin → . ↾ ω -1 x ∈ 𝒫 ω ∩ Fin
109 eqidd ⊢ ⊤ → x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x = x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x
110 eqidd ⊢ ⊤ → z ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w = z ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w
111 iuneq1 ⊢ z = . ↾ ω -1 x → ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w = ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w
112 111 fveq2d ⊢ z = . ↾ ω -1 x → card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w = card ⁡ ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w
113 108 109 110 112 fmptco ⊢ ⊤ → z ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w ∘ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x = x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w
114 f1of ⊢ . ↾ ω : ω ⟶ 1-1 onto ℕ 0 → . ↾ ω : ω ⟶ ℕ 0
115 3 114 mp1i ⊢ ⊤ → . ↾ ω : ω ⟶ ℕ 0
116 115 feqmptd ⊢ ⊤ → . ↾ ω = y ∈ ω ⟼ . ↾ ω ⁡ y
117 fveq2 ⊢ y = card ⁡ ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w → . ↾ ω ⁡ y = . ↾ ω ⁡ card ⁡ ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w
118 107 113 116 117 fmptco ⊢ ⊤ → . ↾ ω ∘ z ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w ∘ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x = x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω ⁡ card ⁡ ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w
119 118 mptru ⊢ . ↾ ω ∘ z ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w ∘ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x = x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω ⁡ card ⁡ ⋃ w ∈ . ↾ ω -1 x w × 𝒫 w
120 106 119 1 3eqtr4i ⊢ . ↾ ω ∘ z ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w ∘ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x = F
121 f1oeq1 ⊢ . ↾ ω ∘ z ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w ∘ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x = F → . ↾ ω ∘ z ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w ∘ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 1-1 onto ℕ 0 ↔ F : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 1-1 onto ℕ 0
122 120 121 ax-mp ⊢ . ↾ ω ∘ z ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ w ∈ z w × 𝒫 w ∘ x ∈ 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟼ . ↾ ω -1 x : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 1-1 onto ℕ 0 ↔ F : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 1-1 onto ℕ 0
123 20 122 mpbi ⊢ F : 𝒫 ℕ 0 ∩ Fin ⟶ 1-1 onto ℕ 0