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Theorem indf1ofs

Description: The bijection between finite subsets and the indicator functions with finite support. (Contributed by Thierry Arnoux, 22-Aug-2017)

Ref Expression
Assertion indf1ofs O V 𝟙 O Fin : 𝒫 O Fin 1-1 onto f 0 1 O | f -1 1 Fin

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 indf1o O V 𝟙 O : 𝒫 O 1-1 onto 0 1 O
2 f1of1 𝟙 O : 𝒫 O 1-1 onto 0 1 O 𝟙 O : 𝒫 O 1-1 0 1 O
3 1 2 syl O V 𝟙 O : 𝒫 O 1-1 0 1 O
4 inss1 𝒫 O Fin 𝒫 O
5 f1ores 𝟙 O : 𝒫 O 1-1 0 1 O 𝒫 O Fin 𝒫 O 𝟙 O 𝒫 O Fin : 𝒫 O Fin 1-1 onto 𝟙 O 𝒫 O Fin
6 3 4 5 sylancl O V 𝟙 O 𝒫 O Fin : 𝒫 O Fin 1-1 onto 𝟙 O 𝒫 O Fin
7 resres 𝟙 O 𝒫 O Fin = 𝟙 O 𝒫 O Fin
8 f1ofn 𝟙 O : 𝒫 O 1-1 onto 0 1 O 𝟙 O Fn 𝒫 O
9 fnresdm 𝟙 O Fn 𝒫 O 𝟙 O 𝒫 O = 𝟙 O
10 1 8 9 3syl O V 𝟙 O 𝒫 O = 𝟙 O
11 10 reseq1d O V 𝟙 O 𝒫 O Fin = 𝟙 O Fin
12 7 11 syl5eqr O V 𝟙 O 𝒫 O Fin = 𝟙 O Fin
13 eqidd O V 𝒫 O Fin = 𝒫 O Fin
14 simpll O V a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g O V
15 simpr O V a 𝒫 O Fin a 𝒫 O Fin
16 4 15 sseldi O V a 𝒫 O Fin a 𝒫 O
17 16 elpwid O V a 𝒫 O Fin a O
18 indf O V a O 𝟙 O a : O 0 1
19 17 18 syldan O V a 𝒫 O Fin 𝟙 O a : O 0 1
20 19 adantr O V a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g 𝟙 O a : O 0 1
21 simpr O V a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g 𝟙 O a = g
22 21 feq1d O V a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g 𝟙 O a : O 0 1 g : O 0 1
23 20 22 mpbid O V a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g g : O 0 1
24 prex 0 1 V
25 elmapg 0 1 V O V g 0 1 O g : O 0 1
26 24 25 mpan O V g 0 1 O g : O 0 1
27 26 biimpar O V g : O 0 1 g 0 1 O
28 14 23 27 syl2anc O V a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g g 0 1 O
29 21 cnveqd O V a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g 𝟙 O a -1 = g -1
30 29 imaeq1d O V a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g 𝟙 O a -1 1 = g -1 1
31 indpi1 O V a O 𝟙 O a -1 1 = a
32 17 31 syldan O V a 𝒫 O Fin 𝟙 O a -1 1 = a
33 inss2 𝒫 O Fin Fin
34 33 15 sseldi O V a 𝒫 O Fin a Fin
35 32 34 eqeltrd O V a 𝒫 O Fin 𝟙 O a -1 1 Fin
36 35 adantr O V a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g 𝟙 O a -1 1 Fin
37 30 36 eqeltrrd O V a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g g -1 1 Fin
38 28 37 jca O V a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g g 0 1 O g -1 1 Fin
39 38 rexlimdva2 O V a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g g 0 1 O g -1 1 Fin
40 cnvimass g -1 1 dom g
41 26 biimpa O V g 0 1 O g : O 0 1
42 41 fdmd O V g 0 1 O dom g = O
43 42 adantrr O V g 0 1 O g -1 1 Fin dom g = O
44 40 43 sseqtrid O V g 0 1 O g -1 1 Fin g -1 1 O
45 simprr O V g 0 1 O g -1 1 Fin g -1 1 Fin
46 elfpw g -1 1 𝒫 O Fin g -1 1 O g -1 1 Fin
47 44 45 46 sylanbrc O V g 0 1 O g -1 1 Fin g -1 1 𝒫 O Fin
48 indpreima O V g : O 0 1 g = 𝟙 O g -1 1
49 48 eqcomd O V g : O 0 1 𝟙 O g -1 1 = g
50 41 49 syldan O V g 0 1 O 𝟙 O g -1 1 = g
51 50 adantrr O V g 0 1 O g -1 1 Fin 𝟙 O g -1 1 = g
52 fveqeq2 a = g -1 1 𝟙 O a = g 𝟙 O g -1 1 = g
53 52 rspcev g -1 1 𝒫 O Fin 𝟙 O g -1 1 = g a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g
54 47 51 53 syl2anc O V g 0 1 O g -1 1 Fin a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g
55 54 ex O V g 0 1 O g -1 1 Fin a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g
56 39 55 impbid O V a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g g 0 1 O g -1 1 Fin
57 1 8 syl O V 𝟙 O Fn 𝒫 O
58 fvelimab 𝟙 O Fn 𝒫 O 𝒫 O Fin 𝒫 O g 𝟙 O 𝒫 O Fin a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g
59 57 4 58 sylancl O V g 𝟙 O 𝒫 O Fin a 𝒫 O Fin 𝟙 O a = g
60 cnveq f = g f -1 = g -1
61 60 imaeq1d f = g f -1 1 = g -1 1
62 61 eleq1d f = g f -1 1 Fin g -1 1 Fin
63 62 elrab g f 0 1 O | f -1 1 Fin g 0 1 O g -1 1 Fin
64 63 a1i O V g f 0 1 O | f -1 1 Fin g 0 1 O g -1 1 Fin
65 56 59 64 3bitr4d O V g 𝟙 O 𝒫 O Fin g f 0 1 O | f -1 1 Fin
66 65 eqrdv O V 𝟙 O 𝒫 O Fin = f 0 1 O | f -1 1 Fin
67 12 13 66 f1oeq123d O V 𝟙 O 𝒫 O Fin : 𝒫 O Fin 1-1 onto 𝟙 O 𝒫 O Fin 𝟙 O Fin : 𝒫 O Fin 1-1 onto f 0 1 O | f -1 1 Fin
68 6 67 mpbid O V 𝟙 O Fin : 𝒫 O Fin 1-1 onto f 0 1 O | f -1 1 Fin