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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 f 𝒫 B A A V
5 simpr f 𝒫 B A x A y f x y f x
6 elmapi f 𝒫 B A f : A 𝒫 B
7 6 ffvelrnda f 𝒫 B A x A f x 𝒫 B
8 7 adantr f 𝒫 B A x A y f x f x 𝒫 B
9 elelpwi y f x f x 𝒫 B y B
10 5 8 9 syl2anc f 𝒫 B A x A y f x y B
11 10 ex f 𝒫 B A x A y f x y B
12 11 alrimiv f 𝒫 B A x A y y f x y B
13 abss y | y f x B y y f x y B
14 2 ssex y | y f x B y | y f x V
15 13 14 sylbir y y f x y B y | y f x V
16 12 15 syl f 𝒫 B A x A y | y f x V
17 4 16 opabex3d f 𝒫 B A x y | x A y f x V
18 17 adantl f 𝒫 B A x y | x A y f x V
19 1 mptex x A y B | x r y V
20 19 a1i r 𝒫 A × B x A y B | x r y V
21 11 imdistanda f 𝒫 B A x A y f x x A y B
22 21 ssopab2dv f 𝒫 B A x y | x A y f x x y | x A y B
23 22 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
24 simpr f 𝒫 B A r = x y | x A y f x r = x y | x A y f x
25 df-xp A × B = x y | x A y B
26 25 a1i f 𝒫 B A r = x y | x A y f x A × B = x y | x A y B
27 23 24 26 3sstr4d f 𝒫 B A r = x y | x A y f x r A × B
28 velpw r 𝒫 A × B r A × B
29 27 28 sylibr f 𝒫 B A r = x y | x A y f x r 𝒫 A × B
30 6 feqmptd f 𝒫 B A f = x A f x
31 30 adantr f 𝒫 B A r = x y | x A y f x f = x A f x
32 nfv x f 𝒫 B A
33 nfopab1 _ x x y | x A y f x
34 33 nfeq2 x r = x y | x A y f x
35 32 34 nfan x f 𝒫 B A r = x y | x A y f x
36 df-rab y B | x r y = y | y B x r y
37 36 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
38 nfv y f 𝒫 B A
39 nfopab2 _ y x y | x A y f x
40 39 nfeq2 y r = x y | x A y f x
41 38 40 nfan y f 𝒫 B A r = x y | x A y f x
42 nfv y x A
43 41 42 nfan y f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A
44 10 adantllr f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y f x y B
45 df-br x r y x y r
46 eleq2 r = x y | x A y f x x y r x y x y | x A y f x
47 opabidw x y x y | x A y f x x A y f x
48 46 47 bitrdi r = x y | x A y f x x y r x A y f x
49 45 48 syl5bb r = x y | x A y f x x r y x A y f x
50 49 ad2antlr f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A x r y x A y f x
51 elfvdm y f x x dom f
52 51 adantl f 𝒫 B A y f x x dom f
53 6 fdmd f 𝒫 B A dom f = A
54 53 adantr f 𝒫 B A y f x dom f = A
55 52 54 eleqtrd f 𝒫 B A y f x x A
56 55 ex f 𝒫 B A y f x x A
57 56 pm4.71rd f 𝒫 B A y f x x A y f x
58 57 ad2antrr f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y f x x A y f x
59 50 58 bitr4d f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A x r y y f x
60 59 biimpar f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y f x x r y
61 44 60 jca f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y f x y B x r y
62 61 ex f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y f x y B x r y
63 59 biimpd f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A x r y y f x
64 63 adantld f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y B x r y y f x
65 62 64 impbid f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y f x y B x r y
66 43 65 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
67 abid2 y | y f x = f x
68 67 a1i f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A y | y f x = f x
69 37 66 68 3eqtr2rd f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A f x = y B | x r y
70 35 69 mpteq2da f 𝒫 B A r = x y | x A y f x x A f x = x A y B | x r y
71 31 70 eqtrd f 𝒫 B A r = x y | x A y f x f = x A y B | x r y
72 29 71 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
73 ssrab2 y B | x r y B
74 2 73 elpwi2 y B | x r y 𝒫 B
75 74 a1i r 𝒫 A × B x A y B | x r y 𝒫 B
76 75 fmpttd r 𝒫 A × B x A y B | x r y : A 𝒫 B
77 76 adantr r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x A y B | x r y : A 𝒫 B
78 simpr r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y f = x A y B | x r y
79 78 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
80 77 79 mpbird r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y f : A 𝒫 B
81 2 pwex 𝒫 B V
82 81 1 elmap f 𝒫 B A f : A 𝒫 B
83 80 82 sylibr r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y f 𝒫 B A
84 elpwi r 𝒫 A × B r A × B
85 84 adantr r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y r A × B
86 xpss A × B V × V
87 85 86 sstrdi r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y r V × V
88 df-rel Rel r r V × V
89 87 88 sylibr r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y Rel r
90 relopabv Rel x y | x A y f x
91 90 a1i r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y Rel x y | x A y f x
92 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
93 nfv x r 𝒫 A × B
94 nfmpt1 _ x x A y B | x r y
95 94 nfeq2 x f = x A y B | x r y
96 93 95 nfan x r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y
97 nfv y r 𝒫 A × B
98 42 nfci _ y A
99 nfrab1 _ y y B | x r y
100 98 99 nfmpt _ y x A y B | x r y
101 100 nfeq2 y f = x A y B | x r y
102 97 101 nfan y r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y
103 nfcv _ x r
104 nfcv _ y r
105 brelg r A × B x r y x A y B
106 84 105 sylan r 𝒫 A × B x r y x A y B
107 106 adantlr r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y x A y B
108 107 simpld r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y x A
109 107 simprd r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y y B
110 simpr r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y x r y
111 78 fveq1d r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y f x = x A y B | x r y x
112 2 rabex y B | x r y V
113 eqid x A y B | x r y = x A y B | x r y
114 113 fvmpt2 x A y B | x r y V x A y B | x r y x = y B | x r y
115 112 114 mpan2 x A x A y B | x r y x = y B | x r y
116 111 115 sylan9eq r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x A f x = y B | x r y
117 116 eleq2d r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x A y f x y y B | x r y
118 rabid y y B | x r y y B x r y
119 117 118 bitrdi r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x A y f x y B x r y
120 108 119 syldan r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y y f x y B x r y
121 109 110 120 mpbir2and r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y y f x
122 108 121 jca r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y x A y f x
123 122 ex r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y x A y f x
124 119 simplbda r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x A y f x x r y
125 124 expl r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x A y f x x r y
126 123 125 impbid r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x r y x A y f x
127 45 126 bitr3id r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y x y r x A y f x
128 127 47 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
129 96 102 103 104 33 39 128 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
130 89 91 92 129 syl21anc r 𝒫 A × B f = x A y B | x r y r = x y | x A y f x
131 83 130 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
132 72 131 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
133 132 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
134 3 18 20 133 f1od M : 𝒫 B A 1-1 onto 𝒫 A × B
135 134 mptru M : 𝒫 B A 1-1 onto 𝒫 A × B