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Theorem fpwrelmap

Description: Define a canonical mapping between functions from A into subsets of B and the relations with domain A and range within B . Note that the same relation is used in axdc2lem and marypha2lem1 . (Contributed by Thierry Arnoux, 28-Aug-2017)

Ref Expression
Hypotheses fpwrelmap.1 A V
fpwrelmap.2 B V
fpwrelmap.3 M = f 𝒫 B A x y | x A y f x
Assertion fpwrelmap M : 𝒫 B A 1-1 onto 𝒫 A × B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fpwrelmap.1 A V
2 fpwrelmap.2 B V
3 fpwrelmap.3 M = f 𝒫 B A x y | x A y f x
4 1 a1i A V
5 abid2 y | y f x = f x
6 5 fvexi y | y f x V
7 6 a1i x A y | y f x V
8 4 7 opabex3d x y | x A y f x V
9 8 adantr f 𝒫 B A x y | x A y f x V
10 1 mptex x A y B | x r y V
11 10 a1i r 𝒫 A × B x A y B | x r y V
12 simpr f 𝒫 B A x A y f x y f x
13 elmapi f 𝒫 B A f : A 𝒫 B
14 13 ffvelcdmda f 𝒫 B A x A f x 𝒫 B
15 14 adantr f 𝒫 B A x A y f x f x 𝒫 B
16 elelpwi y f x f x 𝒫 B y B
17 12 15 16 syl2anc f 𝒫 B A x A y f x y B
18 17 ex f 𝒫 B A x A y f x y B
19 18 imdistanda f 𝒫 B A x A y f x x A y B
20 19 ssopab2dv f 𝒫 B A x y | x A y f x x y | x A y B
21 20 adantr f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x y | x A y f x x y | x A y B
22 simpr f 𝒫 B A r = x y | x A y f x r = x y | x A y f x
23 df-xp A × B = x y | x A y B
24 23 a1i f 𝒫 B A r = x y | x A y f x A × B = x y | x A y B
25 21 22 24 3sstr4d f 𝒫 B A r = x y | x A y f x r A × B
26 velpw r 𝒫 A × B r A × B
27 25 26 sylibr f 𝒫 B A r = x y | x A y f x r 𝒫 A × B
28 13 feqmptd f 𝒫 B A f = x A f x
29 28 adantr f 𝒫 B A r = x y | x A y f x f = x A f x
30 nfv x f 𝒫 B A
31 nfopab1 _ x x y | x A y f x
32 31 nfeq2 x r = x y | x A y f x
33 30 32 nfan x f 𝒫 B A r = x y | x A y f x
34 df-rab y B | x r y = y | y B x r y
35 34 a1i f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y B | x r y = y | y B x r y
36 nfv y f 𝒫 B A
37 nfopab2 _ y x y | x A y f x
38 37 nfeq2 y r = x y | x A y f x
39 36 38 nfan y f 𝒫 B A r = x y | x A y f x
40 nfv y x A
41 39 40 nfan y f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A
42 17 adantllr f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y f x y B
43 df-br x r y x y r
44 eleq2 r = x y | x A y f x x y r x y x y | x A y f x
45 opabidw x y x y | x A y f x x A y f x
46 44 45 bitrdi r = x y | x A y f x x y r x A y f x
47 43 46 bitrid r = x y | x A y f x x r y x A y f x
48 47 ad2antlr f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A x r y x A y f x
49 elfvdm y f x x dom f
50 49 adantl f 𝒫 B A y f x x dom f
51 13 fdmd f 𝒫 B A dom f = A
52 51 adantr f 𝒫 B A y f x dom f = A
53 50 52 eleqtrd f 𝒫 B A y f x x A
54 53 ex f 𝒫 B A y f x x A
55 54 pm4.71rd f 𝒫 B A y f x x A y f x
56 55 ad2antrr f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y f x x A y f x
57 48 56 bitr4d f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A x r y y f x
58 57 biimpar f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y f x x r y
59 42 58 jca f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y f x y B x r y
60 59 ex f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y f x y B x r y
61 57 biimpd f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A x r y y f x
62 61 adantld f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y B x r y y f x
63 60 62 impbid f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y f x y B x r y
64 41 63 abbid f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y | y f x = y | y B x r y
65 5 a1i f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y | y f x = f x
66 35 64 65 3eqtr2rd f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A f x = y B | x r y
67 33 66 mpteq2da f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A f x = x A y B | x r y
68 29 67 eqtrd f 𝒫 B A r = x y | x A y f x f = x A y B | x r y
69 27 68 jca f 𝒫 B A r = x y | x A y f x r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y
70 ssrab2 y B | x r y B
71 2 70 elpwi2 y B | x r y 𝒫 B
72 71 a1i r 𝒫 A × B x A y B | x r y 𝒫 B
73 72 fmpttd r 𝒫 A × B x A y B | x r y : A 𝒫 B
74 73 adantr r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x A y B | x r y : A 𝒫 B
75 simpr r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y f = x A y B | x r y
76 75 feq1d r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y f : A 𝒫 B x A y B | x r y : A 𝒫 B
77 74 76 mpbird r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y f : A 𝒫 B
78 2 pwex 𝒫 B V
79 78 1 elmap f 𝒫 B A f : A 𝒫 B
80 77 79 sylibr r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y f 𝒫 B A
81 elpwi r 𝒫 A × B r A × B
82 81 adantr r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y r A × B
83 xpss A × B V × V
84 82 83 sstrdi r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y r V × V
85 df-rel Rel r r V × V
86 84 85 sylibr r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y Rel r
87 relopabv Rel x y | x A y f x
88 87 a1i r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y Rel x y | x A y f x
89 id r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y
90 nfv x r 𝒫 A × B
91 nfmpt1 _ x x A y B | x r y
92 91 nfeq2 x f = x A y B | x r y
93 90 92 nfan x r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y
94 nfv y r 𝒫 A × B
95 40 nfci _ y A
96 nfrab1 _ y y B | x r y
97 95 96 nfmpt _ y x A y B | x r y
98 97 nfeq2 y f = x A y B | x r y
99 94 98 nfan y r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y
100 nfcv _ x r
101 nfcv _ y r
102 brelg r A × B x r y x A y B
103 81 102 sylan r 𝒫 A × B x r y x A y B
104 103 adantlr r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y x A y B
105 104 simpld r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y x A
106 104 simprd r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y y B
107 simpr r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y x r y
108 75 fveq1d r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y f x = x A y B | x r y x
109 2 rabex y B | x r y V
110 eqid x A y B | x r y = x A y B | x r y
111 110 fvmpt2 x A y B | x r y V x A y B | x r y x = y B | x r y
112 109 111 mpan2 x A x A y B | x r y x = y B | x r y
113 108 112 sylan9eq r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x A f x = y B | x r y
114 113 eleq2d r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x A y f x y y B | x r y
115 rabid y y B | x r y y B x r y
116 114 115 bitrdi r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x A y f x y B x r y
117 105 116 syldan r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y y f x y B x r y
118 106 107 117 mpbir2and r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y y f x
119 105 118 jca r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y x A y f x
120 119 ex r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y x A y f x
121 116 simplbda r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x A y f x x r y
122 121 expl r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x A y f x x r y
123 120 122 impbid r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y x A y f x
124 43 123 bitr3id r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x y r x A y f x
125 124 45 bitr4di r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x y r x y x y | x A y f x
126 93 99 100 101 31 37 125 eqrelrd2 Rel r Rel x y | x A y f x r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y r = x y | x A y f x
127 86 88 89 126 syl21anc r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y r = x y | x A y f x
128 80 127 jca r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y f 𝒫 B A r = x y | x A y f x
129 69 128 impbii f 𝒫 B A r = x y | x A y f x r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y
130 129 a1i f 𝒫 B A r = x y | x A y f x r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y
131 3 9 11 130 f1od M : 𝒫 B A 1-1 onto 𝒫 A × B
132 131 mptru M : 𝒫 B A 1-1 onto 𝒫 A × B