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Theorem fpwrelmapffs

Description: Define a canonical mapping between finite relations (finite subsets of a cartesian product) and functions with finite support into finite subsets. (Contributed by Thierry Arnoux, 28-Aug-2017) (Revised by Thierry Arnoux, 1-Sep-2019)

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
fpwrelmapffs.1 ⊢ S = f ∈ 𝒫 B ∩ Fin A | f supp ∅ ∈ Fin
Assertion fpwrelmapffs ⊢ M ↾ S : S ⟶ 1-1 onto 𝒫 A × B ∩ Fin

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 fpwrelmapffs.1 ⊢ S = f ∈ 𝒫 B ∩ Fin A | f supp ∅ ∈ Fin
5 1 2 3 fpwrelmap ⊢ M : 𝒫 B A ⟶ 1-1 onto 𝒫 A × B
6 5 a1i ⊢ ⊤ → M : 𝒫 B A ⟶ 1-1 onto 𝒫 A × B
7 2 pwex ⊢ 𝒫 B ∈ V
8 7 1 elmap ⊢ f ∈ 𝒫 B A ↔ f : A ⟶ 𝒫 B
9 8 birani ⊢ f ∈ 𝒫 B A ∧ r = x y | x ∈ A ∧ y ∈ f ⁡ x → f : A ⟶ 𝒫 B
10 simpr ⊢ f ∈ 𝒫 B A ∧ r = x y | x ∈ A ∧ y ∈ f ⁡ x → r = x y | x ∈ A ∧ y ∈ f ⁡ x
11 1 2 9 10 fpwrelmapffslem ⊢ f ∈ 𝒫 B A ∧ r = x y | x ∈ A ∧ y ∈ f ⁡ x → r ∈ Fin ↔ ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin
12 11 3adant1 ⊢ ⊤ ∧ f ∈ 𝒫 B A ∧ r = x y | x ∈ A ∧ y ∈ f ⁡ x → r ∈ Fin ↔ ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin
13 3 6 12 f1oresrab ⊢ ⊤ → M ↾ f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin : f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin ⟶ 1-1 onto r ∈ 𝒫 A × B | r ∈ Fin
14 13 mptru ⊢ M ↾ f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin : f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin ⟶ 1-1 onto r ∈ 𝒫 A × B | r ∈ Fin
15 1 7 maprnin ⊢ 𝒫 B ∩ Fin A = f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin
16 nfcv ⊢ Ⅎ _ f 𝒫 B ∩ Fin A
17 nfrab1 ⊢ Ⅎ _ f f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin
18 16 17 rabeqf ⊢ 𝒫 B ∩ Fin A = f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin → f ∈ 𝒫 B ∩ Fin A | f supp ∅ ∈ Fin = f ∈ f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin | f supp ∅ ∈ Fin
19 15 18 ax-mp ⊢ f ∈ 𝒫 B ∩ Fin A | f supp ∅ ∈ Fin = f ∈ f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin | f supp ∅ ∈ Fin
20 rabrab ⊢ f ∈ f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin | f supp ∅ ∈ Fin = f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin
21 4 19 20 3eqtri ⊢ S = f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin
22 dfin5 ⊢ 𝒫 A × B ∩ Fin = r ∈ 𝒫 A × B | r ∈ Fin
23 f1oeq23 ⊢ S = f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin ∧ 𝒫 A × B ∩ Fin = r ∈ 𝒫 A × B | r ∈ Fin → M ↾ S : S ⟶ 1-1 onto 𝒫 A × B ∩ Fin ↔ M ↾ S : f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin ⟶ 1-1 onto r ∈ 𝒫 A × B | r ∈ Fin
24 21 22 23 mp2an ⊢ M ↾ S : S ⟶ 1-1 onto 𝒫 A × B ∩ Fin ↔ M ↾ S : f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin ⟶ 1-1 onto r ∈ 𝒫 A × B | r ∈ Fin
25 21 reseq2i ⊢ M ↾ S = M ↾ f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin
26 f1oeq1 ⊢ M ↾ S = M ↾ f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin → M ↾ S : f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin ⟶ 1-1 onto r ∈ 𝒫 A × B | r ∈ Fin ↔ M ↾ f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin : f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin ⟶ 1-1 onto r ∈ 𝒫 A × B | r ∈ Fin
27 25 26 ax-mp ⊢ M ↾ S : f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin ⟶ 1-1 onto r ∈ 𝒫 A × B | r ∈ Fin ↔ M ↾ f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin : f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin ⟶ 1-1 onto r ∈ 𝒫 A × B | r ∈ Fin
28 24 27 bitr2i ⊢ M ↾ f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin : f ∈ 𝒫 B A | ran ⁡ f ⊆ Fin ∧ f supp ∅ ∈ Fin ⟶ 1-1 onto r ∈ 𝒫 A × B | r ∈ Fin ↔ M ↾ S : S ⟶ 1-1 onto 𝒫 A × B ∩ Fin
29 14 28 mpbi ⊢ M ↾ S : S ⟶ 1-1 onto 𝒫 A × B ∩ Fin