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Theorem difmapsn

Description: Difference of two sets exponentiatiated to a singleton. (Contributed by Glauco Siliprandi, 3-Mar-2021)

Ref Expression
Hypotheses difmapsn.a ( 𝜑𝐴𝑉 )
difmapsn.b ( 𝜑𝐵𝑊 )
difmapsn.v ( 𝜑𝐶𝑍 )
Assertion difmapsn ( 𝜑 → ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) = ( ( 𝐴𝐵 ) ↑m { 𝐶 } ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 difmapsn.a ( 𝜑𝐴𝑉 )
2 difmapsn.b ( 𝜑𝐵𝑊 )
3 difmapsn.v ( 𝜑𝐶𝑍 )
4 eldifi ( 𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) → 𝑓 ∈ ( 𝐴m { 𝐶 } ) )
5 4 adantl ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) → 𝑓 ∈ ( 𝐴m { 𝐶 } ) )
6 elmapi ( 𝑓 ∈ ( 𝐴m { 𝐶 } ) → 𝑓 : { 𝐶 } ⟶ 𝐴 )
7 6 adantl ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( 𝐴m { 𝐶 } ) ) → 𝑓 : { 𝐶 } ⟶ 𝐴 )
8 fsn2g ( 𝐶𝑍 → ( 𝑓 : { 𝐶 } ⟶ 𝐴 ↔ ( ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐴𝑓 = { ⟨ 𝐶 , ( 𝑓𝐶 ) ⟩ } ) ) )
9 3 8 syl ( 𝜑 → ( 𝑓 : { 𝐶 } ⟶ 𝐴 ↔ ( ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐴𝑓 = { ⟨ 𝐶 , ( 𝑓𝐶 ) ⟩ } ) ) )
10 9 adantr ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( 𝐴m { 𝐶 } ) ) → ( 𝑓 : { 𝐶 } ⟶ 𝐴 ↔ ( ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐴𝑓 = { ⟨ 𝐶 , ( 𝑓𝐶 ) ⟩ } ) ) )
11 7 10 mpbid ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( 𝐴m { 𝐶 } ) ) → ( ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐴𝑓 = { ⟨ 𝐶 , ( 𝑓𝐶 ) ⟩ } ) )
12 11 simpld ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( 𝐴m { 𝐶 } ) ) → ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐴 )
13 5 12 syldan ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) → ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐴 )
14 simpr ( ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) ∧ ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐵 ) → ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐵 )
15 11 simprd ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( 𝐴m { 𝐶 } ) ) → 𝑓 = { ⟨ 𝐶 , ( 𝑓𝐶 ) ⟩ } )
16 5 15 syldan ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) → 𝑓 = { ⟨ 𝐶 , ( 𝑓𝐶 ) ⟩ } )
17 16 adantr ( ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) ∧ ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐵 ) → 𝑓 = { ⟨ 𝐶 , ( 𝑓𝐶 ) ⟩ } )
18 14 17 jca ( ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) ∧ ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐵 ) → ( ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐵𝑓 = { ⟨ 𝐶 , ( 𝑓𝐶 ) ⟩ } ) )
19 fsn2g ( 𝐶𝑍 → ( 𝑓 : { 𝐶 } ⟶ 𝐵 ↔ ( ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐵𝑓 = { ⟨ 𝐶 , ( 𝑓𝐶 ) ⟩ } ) ) )
20 3 19 syl ( 𝜑 → ( 𝑓 : { 𝐶 } ⟶ 𝐵 ↔ ( ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐵𝑓 = { ⟨ 𝐶 , ( 𝑓𝐶 ) ⟩ } ) ) )
21 20 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) ∧ ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐵 ) → ( 𝑓 : { 𝐶 } ⟶ 𝐵 ↔ ( ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐵𝑓 = { ⟨ 𝐶 , ( 𝑓𝐶 ) ⟩ } ) ) )
22 18 21 mpbird ( ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) ∧ ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐵 ) → 𝑓 : { 𝐶 } ⟶ 𝐵 )
23 2 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) ∧ ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐵 ) → 𝐵𝑊 )
24 snex { 𝐶 } ∈ V
25 24 a1i ( ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) ∧ ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐵 ) → { 𝐶 } ∈ V )
26 23 25 elmapd ( ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) ∧ ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐵 ) → ( 𝑓 ∈ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ↔ 𝑓 : { 𝐶 } ⟶ 𝐵 ) )
27 22 26 mpbird ( ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) ∧ ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐵 ) → 𝑓 ∈ ( 𝐵m { 𝐶 } ) )
28 eldifn ( 𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) → ¬ 𝑓 ∈ ( 𝐵m { 𝐶 } ) )
29 28 ad2antlr ( ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) ∧ ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐵 ) → ¬ 𝑓 ∈ ( 𝐵m { 𝐶 } ) )
30 27 29 pm2.65da ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) → ¬ ( 𝑓𝐶 ) ∈ 𝐵 )
31 13 30 eldifd ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) → ( 𝑓𝐶 ) ∈ ( 𝐴𝐵 ) )
32 31 16 jca ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) → ( ( 𝑓𝐶 ) ∈ ( 𝐴𝐵 ) ∧ 𝑓 = { ⟨ 𝐶 , ( 𝑓𝐶 ) ⟩ } ) )
33 fsn2g ( 𝐶𝑍 → ( 𝑓 : { 𝐶 } ⟶ ( 𝐴𝐵 ) ↔ ( ( 𝑓𝐶 ) ∈ ( 𝐴𝐵 ) ∧ 𝑓 = { ⟨ 𝐶 , ( 𝑓𝐶 ) ⟩ } ) ) )
34 3 33 syl ( 𝜑 → ( 𝑓 : { 𝐶 } ⟶ ( 𝐴𝐵 ) ↔ ( ( 𝑓𝐶 ) ∈ ( 𝐴𝐵 ) ∧ 𝑓 = { ⟨ 𝐶 , ( 𝑓𝐶 ) ⟩ } ) ) )
35 34 adantr ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) → ( 𝑓 : { 𝐶 } ⟶ ( 𝐴𝐵 ) ↔ ( ( 𝑓𝐶 ) ∈ ( 𝐴𝐵 ) ∧ 𝑓 = { ⟨ 𝐶 , ( 𝑓𝐶 ) ⟩ } ) ) )
36 32 35 mpbird ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) → 𝑓 : { 𝐶 } ⟶ ( 𝐴𝐵 ) )
37 difssd ( 𝜑 → ( 𝐴𝐵 ) ⊆ 𝐴 )
38 1 37 ssexd ( 𝜑 → ( 𝐴𝐵 ) ∈ V )
39 24 a1i ( 𝜑 → { 𝐶 } ∈ V )
40 38 39 elmapd ( 𝜑 → ( 𝑓 ∈ ( ( 𝐴𝐵 ) ↑m { 𝐶 } ) ↔ 𝑓 : { 𝐶 } ⟶ ( 𝐴𝐵 ) ) )
41 40 adantr ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) → ( 𝑓 ∈ ( ( 𝐴𝐵 ) ↑m { 𝐶 } ) ↔ 𝑓 : { 𝐶 } ⟶ ( 𝐴𝐵 ) ) )
42 36 41 mpbird ( ( 𝜑𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ) → 𝑓 ∈ ( ( 𝐴𝐵 ) ↑m { 𝐶 } ) )
43 42 ralrimiva ( 𝜑 → ∀ 𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) 𝑓 ∈ ( ( 𝐴𝐵 ) ↑m { 𝐶 } ) )
44 dfss3 ( ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ⊆ ( ( 𝐴𝐵 ) ↑m { 𝐶 } ) ↔ ∀ 𝑓 ∈ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) 𝑓 ∈ ( ( 𝐴𝐵 ) ↑m { 𝐶 } ) )
45 43 44 sylibr ( 𝜑 → ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) ⊆ ( ( 𝐴𝐵 ) ↑m { 𝐶 } ) )
46 3 snn0d ( 𝜑 → { 𝐶 } ≠ ∅ )
47 1 2 39 46 difmap ( 𝜑 → ( ( 𝐴𝐵 ) ↑m { 𝐶 } ) ⊆ ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) )
48 45 47 eqssd ( 𝜑 → ( ( 𝐴m { 𝐶 } ) ∖ ( 𝐵m { 𝐶 } ) ) = ( ( 𝐴𝐵 ) ↑m { 𝐶 } ) )