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Theorem oewordri 6606
Description: Weak ordering property of ordinal exponentiation. Proposition 8.35 of [TakeutiZaring] p. 68. (Contributed by NM, 6-Jan-2005.)
Assertion
Ref Expression
oewordri  |-  ( ( B  e.  On  /\  C  e.  On )  ->  ( A  e.  B  ->  ( A  ^o  C
)  C_  ( B  ^o  C ) ) )

Proof of Theorem oewordri
Dummy variables  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq2 5882 . . . . 5  |-  ( x  =  (/)  ->  ( A  ^o  x )  =  ( A  ^o  (/) ) )
2 oveq2 5882 . . . . 5  |-  ( x  =  (/)  ->  ( B  ^o  x )  =  ( B  ^o  (/) ) )
31, 2sseq12d 3220 . . . 4  |-  ( x  =  (/)  ->  ( ( A  ^o  x ) 
C_  ( B  ^o  x )  <->  ( A  ^o  (/) )  C_  ( B  ^o  (/) ) ) )
4 oveq2 5882 . . . . 5  |-  ( x  =  y  ->  ( A  ^o  x )  =  ( A  ^o  y
) )
5 oveq2 5882 . . . . 5  |-  ( x  =  y  ->  ( B  ^o  x )  =  ( B  ^o  y
) )
64, 5sseq12d 3220 . . . 4  |-  ( x  =  y  ->  (
( A  ^o  x
)  C_  ( B  ^o  x )  <->  ( A  ^o  y )  C_  ( B  ^o  y ) ) )
7 oveq2 5882 . . . . 5  |-  ( x  =  suc  y  -> 
( A  ^o  x
)  =  ( A  ^o  suc  y ) )
8 oveq2 5882 . . . . 5  |-  ( x  =  suc  y  -> 
( B  ^o  x
)  =  ( B  ^o  suc  y ) )
97, 8sseq12d 3220 . . . 4  |-  ( x  =  suc  y  -> 
( ( A  ^o  x )  C_  ( B  ^o  x )  <->  ( A  ^o  suc  y )  C_  ( B  ^o  suc  y
) ) )
10 oveq2 5882 . . . . 5  |-  ( x  =  C  ->  ( A  ^o  x )  =  ( A  ^o  C
) )
11 oveq2 5882 . . . . 5  |-  ( x  =  C  ->  ( B  ^o  x )  =  ( B  ^o  C
) )
1210, 11sseq12d 3220 . . . 4  |-  ( x  =  C  ->  (
( A  ^o  x
)  C_  ( B  ^o  x )  <->  ( A  ^o  C )  C_  ( B  ^o  C ) ) )
13 onelon 4433 . . . . . . 7  |-  ( ( B  e.  On  /\  A  e.  B )  ->  A  e.  On )
14 oe0 6537 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  On  ->  ( A  ^o  (/) )  =  1o )
1513, 14syl 15 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  On  /\  A  e.  B )  ->  ( A  ^o  (/) )  =  1o )
16 oe0 6537 . . . . . . 7  |-  ( B  e.  On  ->  ( B  ^o  (/) )  =  1o )
1716adantr 451 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  On  /\  A  e.  B )  ->  ( B  ^o  (/) )  =  1o )
1815, 17eqtr4d 2331 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  On  /\  A  e.  B )  ->  ( A  ^o  (/) )  =  ( B  ^o  (/) ) )
19 eqimss 3243 . . . . 5  |-  ( ( A  ^o  (/) )  =  ( B  ^o  (/) )  -> 
( A  ^o  (/) )  C_  ( B  ^o  (/) ) )
2018, 19syl 15 . . . 4  |-  ( ( B  e.  On  /\  A  e.  B )  ->  ( A  ^o  (/) )  C_  ( B  ^o  (/) ) )
21 simpl 443 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  On  /\  A  e.  B )  ->  B  e.  On )
22 onelss 4450 . . . . . . 7  |-  ( B  e.  On  ->  ( A  e.  B  ->  A 
C_  B ) )
2322imp 418 . . . . . 6  |-  ( ( B  e.  On  /\  A  e.  B )  ->  A  C_  B )
2413, 21, 23jca31 520 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  On  /\  A  e.  B )  ->  ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On )  /\  A  C_  B ) )
25 oecl 6552 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( A  e.  On  /\  y  e.  On )  ->  ( A  ^o  y
)  e.  On )
26253adant2 974 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On  /\  y  e.  On )  ->  ( A  ^o  y )  e.  On )
27 oecl 6552 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( B  e.  On  /\  y  e.  On )  ->  ( B  ^o  y
)  e.  On )
28273adant1 973 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On  /\  y  e.  On )  ->  ( B  ^o  y )  e.  On )
29 simp1 955 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On  /\  y  e.  On )  ->  A  e.  On )
30 omwordri 6586 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  ^o  y
)  e.  On  /\  ( B  ^o  y
)  e.  On  /\  A  e.  On )  ->  ( ( A  ^o  y )  C_  ( B  ^o  y )  -> 
( ( A  ^o  y )  .o  A
)  C_  ( ( B  ^o  y )  .o  A ) ) )
3126, 28, 29, 30syl3anc 1182 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On  /\  y  e.  On )  ->  (
( A  ^o  y
)  C_  ( B  ^o  y )  ->  (
( A  ^o  y
)  .o  A ) 
C_  ( ( B  ^o  y )  .o  A ) ) )
3231imp 418 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On  /\  y  e.  On )  /\  ( A  ^o  y
)  C_  ( B  ^o  y ) )  -> 
( ( A  ^o  y )  .o  A
)  C_  ( ( B  ^o  y )  .o  A ) )
3332adantrl 696 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On  /\  y  e.  On )  /\  ( A  C_  B  /\  ( A  ^o  y
)  C_  ( B  ^o  y ) ) )  ->  ( ( A  ^o  y )  .o  A )  C_  (
( B  ^o  y
)  .o  A ) )
34 omwordi 6585 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On  /\  ( B  ^o  y )  e.  On )  ->  ( A  C_  B  ->  (
( B  ^o  y
)  .o  A ) 
C_  ( ( B  ^o  y )  .o  B ) ) )
3528, 34syld3an3 1227 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On  /\  y  e.  On )  ->  ( A  C_  B  ->  (
( B  ^o  y
)  .o  A ) 
C_  ( ( B  ^o  y )  .o  B ) ) )
3635imp 418 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On  /\  y  e.  On )  /\  A  C_  B )  ->  ( ( B  ^o  y )  .o  A )  C_  (
( B  ^o  y
)  .o  B ) )
3736adantrr 697 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On  /\  y  e.  On )  /\  ( A  C_  B  /\  ( A  ^o  y
)  C_  ( B  ^o  y ) ) )  ->  ( ( B  ^o  y )  .o  A )  C_  (
( B  ^o  y
)  .o  B ) )
3833, 37sstrd 3202 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On  /\  y  e.  On )  /\  ( A  C_  B  /\  ( A  ^o  y
)  C_  ( B  ^o  y ) ) )  ->  ( ( A  ^o  y )  .o  A )  C_  (
( B  ^o  y
)  .o  B ) )
39 oesuc 6542 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( A  e.  On  /\  y  e.  On )  ->  ( A  ^o  suc  y )  =  ( ( A  ^o  y
)  .o  A ) )
40393adant2 974 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On  /\  y  e.  On )  ->  ( A  ^o  suc  y )  =  ( ( A  ^o  y )  .o  A ) )
4140adantr 451 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On  /\  y  e.  On )  /\  ( A  C_  B  /\  ( A  ^o  y
)  C_  ( B  ^o  y ) ) )  ->  ( A  ^o  suc  y )  =  ( ( A  ^o  y
)  .o  A ) )
42 oesuc 6542 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( B  e.  On  /\  y  e.  On )  ->  ( B  ^o  suc  y )  =  ( ( B  ^o  y
)  .o  B ) )
43423adant1 973 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On  /\  y  e.  On )  ->  ( B  ^o  suc  y )  =  ( ( B  ^o  y )  .o  B ) )
4443adantr 451 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On  /\  y  e.  On )  /\  ( A  C_  B  /\  ( A  ^o  y
)  C_  ( B  ^o  y ) ) )  ->  ( B  ^o  suc  y )  =  ( ( B  ^o  y
)  .o  B ) )
4538, 41, 443sstr4d 3234 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On  /\  y  e.  On )  /\  ( A  C_  B  /\  ( A  ^o  y
)  C_  ( B  ^o  y ) ) )  ->  ( A  ^o  suc  y )  C_  ( B  ^o  suc  y ) )
4645exp520 1172 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  On  ->  ( B  e.  On  ->  ( y  e.  On  ->  ( A  C_  B  ->  ( ( A  ^o  y
)  C_  ( B  ^o  y )  ->  ( A  ^o  suc  y ) 
C_  ( B  ^o  suc  y ) ) ) ) ) )
4746com3r 73 . . . . . 6  |-  ( y  e.  On  ->  ( A  e.  On  ->  ( B  e.  On  ->  ( A  C_  B  ->  ( ( A  ^o  y
)  C_  ( B  ^o  y )  ->  ( A  ^o  suc  y ) 
C_  ( B  ^o  suc  y ) ) ) ) ) )
4847imp4c 574 . . . . 5  |-  ( y  e.  On  ->  (
( ( A  e.  On  /\  B  e.  On )  /\  A  C_  B )  ->  (
( A  ^o  y
)  C_  ( B  ^o  y )  ->  ( A  ^o  suc  y ) 
C_  ( B  ^o  suc  y ) ) ) )
4924, 48syl5 28 . . . 4  |-  ( y  e.  On  ->  (
( B  e.  On  /\  A  e.  B )  ->  ( ( A  ^o  y )  C_  ( B  ^o  y
)  ->  ( A  ^o  suc  y )  C_  ( B  ^o  suc  y
) ) ) )
5013ancri 535 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  On  /\  A  e.  B )  ->  ( A  e.  On  /\  ( B  e.  On  /\  A  e.  B ) ) )
51 vex 2804 . . . . . . . . . . . . 13  |-  x  e. 
_V
52 limelon 4471 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( x  e.  _V  /\  Lim  x )  ->  x  e.  On )
5351, 52mpan 651 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( Lim  x  ->  x  e.  On )
54 0ellim 4470 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( Lim  x  ->  (/)  e.  x
)
55 oe0m1 6536 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( x  e.  On  ->  ( (/) 
e.  x  <->  ( (/)  ^o  x
)  =  (/) ) )
5655biimpa 470 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( x  e.  On  /\  (/) 
e.  x )  -> 
( (/)  ^o  x )  =  (/) )
5753, 54, 56syl2anc 642 . . . . . . . . . . 11  |-  ( Lim  x  ->  ( (/)  ^o  x
)  =  (/) )
58 0ss 3496 . . . . . . . . . . . 12  |-  (/)  C_  ( B  ^o  x )
5958a1i 10 . . . . . . . . . . 11  |-  ( Lim  x  ->  (/)  C_  ( B  ^o  x ) )
6057, 59eqsstrd 3225 . . . . . . . . . 10  |-  ( Lim  x  ->  ( (/)  ^o  x
)  C_  ( B  ^o  x ) )
61 oveq1 5881 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A  =  (/)  ->  ( A  ^o  x )  =  ( (/)  ^o  x
) )
6261sseq1d 3218 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  =  (/)  ->  ( ( A  ^o  x ) 
C_  ( B  ^o  x )  <->  ( (/)  ^o  x
)  C_  ( B  ^o  x ) ) )
6360, 62syl5ibr 212 . . . . . . . . 9  |-  ( A  =  (/)  ->  ( Lim  x  ->  ( A  ^o  x )  C_  ( B  ^o  x ) ) )
6463adantl 452 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( B  e.  On  /\  A  e.  B )  /\  A  =  (/) )  ->  ( Lim  x  ->  ( A  ^o  x
)  C_  ( B  ^o  x ) ) )
6564a1dd 42 . . . . . . 7  |-  ( ( ( B  e.  On  /\  A  e.  B )  /\  A  =  (/) )  ->  ( Lim  x  ->  ( A. y  e.  x  ( A  ^o  y )  C_  ( B  ^o  y )  -> 
( A  ^o  x
)  C_  ( B  ^o  x ) ) ) )
66 ss2iun 3936 . . . . . . . . 9  |-  ( A. y  e.  x  ( A  ^o  y )  C_  ( B  ^o  y
)  ->  U_ y  e.  x  ( A  ^o  y )  C_  U_ y  e.  x  ( B  ^o  y ) )
67 oelim 6549 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  e.  On  /\  ( x  e.  _V  /\ 
Lim  x ) )  /\  (/)  e.  A )  ->  ( A  ^o  x )  =  U_ y  e.  x  ( A  ^o  y ) )
6851, 67mpanlr1 667 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( A  e.  On  /\ 
Lim  x )  /\  (/) 
e.  A )  -> 
( A  ^o  x
)  =  U_ y  e.  x  ( A  ^o  y ) )
6968an32s 779 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  On  /\  (/)  e.  A )  /\  Lim  x )  ->  ( A  ^o  x )  = 
U_ y  e.  x  ( A  ^o  y
) )
7069adantllr 699 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e.  On  /\  ( B  e.  On  /\  A  e.  B ) )  /\  (/) 
e.  A )  /\  Lim  x )  ->  ( A  ^o  x )  = 
U_ y  e.  x  ( A  ^o  y
) )
7121anim1i 551 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( B  e.  On  /\  A  e.  B )  /\  Lim  x )  ->  ( B  e.  On  /\  Lim  x
) )
72 ne0i 3474 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( A  e.  B  ->  B  =/=  (/) )
73 on0eln0 4463 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( B  e.  On  ->  ( (/) 
e.  B  <->  B  =/=  (/) ) )
7472, 73syl5ibr 212 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( B  e.  On  ->  ( A  e.  B  ->  (/)  e.  B ) )
7574imp 418 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( B  e.  On  /\  A  e.  B )  -> 
(/)  e.  B )
7675adantr 451 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( B  e.  On  /\  A  e.  B )  /\  Lim  x )  ->  (/)  e.  B )
77 oelim 6549 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( B  e.  On  /\  ( x  e.  _V  /\ 
Lim  x ) )  /\  (/)  e.  B )  ->  ( B  ^o  x )  =  U_ y  e.  x  ( B  ^o  y ) )
7851, 77mpanlr1 667 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( B  e.  On  /\ 
Lim  x )  /\  (/) 
e.  B )  -> 
( B  ^o  x
)  =  U_ y  e.  x  ( B  ^o  y ) )
7971, 76, 78syl2anc 642 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( B  e.  On  /\  A  e.  B )  /\  Lim  x )  ->  ( B  ^o  x )  =  U_ y  e.  x  ( B  ^o  y ) )
8079adantlr 695 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( B  e.  On  /\  A  e.  B )  /\  (/)  e.  A
)  /\  Lim  x )  ->  ( B  ^o  x )  =  U_ y  e.  x  ( B  ^o  y ) )
8180adantlll 698 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e.  On  /\  ( B  e.  On  /\  A  e.  B ) )  /\  (/) 
e.  A )  /\  Lim  x )  ->  ( B  ^o  x )  = 
U_ y  e.  x  ( B  ^o  y
) )
8270, 81sseq12d 3220 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( A  e.  On  /\  ( B  e.  On  /\  A  e.  B ) )  /\  (/) 
e.  A )  /\  Lim  x )  ->  (
( A  ^o  x
)  C_  ( B  ^o  x )  <->  U_ y  e.  x  ( A  ^o  y )  C_  U_ y  e.  x  ( B  ^o  y ) ) )
8366, 82syl5ibr 212 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( A  e.  On  /\  ( B  e.  On  /\  A  e.  B ) )  /\  (/) 
e.  A )  /\  Lim  x )  ->  ( A. y  e.  x  ( A  ^o  y
)  C_  ( B  ^o  y )  ->  ( A  ^o  x )  C_  ( B  ^o  x
) ) )
8483ex 423 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  On  /\  ( B  e.  On  /\  A  e.  B ) )  /\  (/)  e.  A
)  ->  ( Lim  x  ->  ( A. y  e.  x  ( A  ^o  y )  C_  ( B  ^o  y )  -> 
( A  ^o  x
)  C_  ( B  ^o  x ) ) ) )
8565, 84oe0lem 6528 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  On  /\  ( B  e.  On  /\  A  e.  B ) )  ->  ( Lim  x  ->  ( A. y  e.  x  ( A  ^o  y )  C_  ( B  ^o  y )  -> 
( A  ^o  x
)  C_  ( B  ^o  x ) ) ) )
8685com12 27 . . . . 5  |-  ( Lim  x  ->  ( ( A  e.  On  /\  ( B  e.  On  /\  A  e.  B ) )  -> 
( A. y  e.  x  ( A  ^o  y )  C_  ( B  ^o  y )  -> 
( A  ^o  x
)  C_  ( B  ^o  x ) ) ) )
8750, 86syl5 28 . . . 4  |-  ( Lim  x  ->  ( ( B  e.  On  /\  A  e.  B )  ->  ( A. y  e.  x  ( A  ^o  y
)  C_  ( B  ^o  y )  ->  ( A  ^o  x )  C_  ( B  ^o  x
) ) ) )
883, 6, 9, 12, 20, 49, 87tfinds3 4671 . . 3  |-  ( C  e.  On  ->  (
( B  e.  On  /\  A  e.  B )  ->  ( A  ^o  C )  C_  ( B  ^o  C ) ) )
8988exp3a 425 . 2  |-  ( C  e.  On  ->  ( B  e.  On  ->  ( A  e.  B  -> 
( A  ^o  C
)  C_  ( B  ^o  C ) ) ) )
9089impcom 419 1  |-  ( ( B  e.  On  /\  C  e.  On )  ->  ( A  e.  B  ->  ( A  ^o  C
)  C_  ( B  ^o  C ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 358    /\ w3a 934    = wceq 1632    e. wcel 1696    =/= wne 2459   A.wral 2556   _Vcvv 2801    C_ wss 3165   (/)c0 3468   U_ciun 3921   Oncon0 4408   Lim wlim 4409   suc csuc 4410  (class class class)co 5874   1oc1o 6488    .o comu 6493    ^o coe 6494
This theorem is referenced by:  oeordsuc  6608
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1536  ax-5 1547  ax-17 1606  ax-9 1644  ax-8 1661  ax-13 1698  ax-14 1700  ax-6 1715  ax-7 1720  ax-11 1727  ax-12 1878  ax-ext 2277  ax-rep 4147  ax-sep 4157  ax-nul 4165  ax-pow 4204  ax-pr 4230  ax-un 4528
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1532  df-nf 1535  df-sb 1639  df-eu 2160  df-mo 2161  df-clab 2283  df-cleq 2289  df-clel 2292  df-nfc 2421  df-ne 2461  df-ral 2561  df-rex 2562  df-reu 2563  df-rab 2565  df-v 2803  df-sbc 3005  df-csb 3095  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-pss 3181  df-nul 3469  df-if 3579  df-pw 3640  df-sn 3659  df-pr 3660  df-tp 3661  df-op 3662  df-uni 3844  df-iun 3923  df-br 4040  df-opab 4094  df-mpt 4095  df-tr 4130  df-eprel 4321  df-id 4325  df-po 4330  df-so 4331  df-fr 4368  df-we 4370  df-ord 4411  df-on 4412  df-lim 4413  df-suc 4414  df-om 4673  df-xp 4711  df-rel 4712  df-cnv 4713  df-co 4714  df-dm 4715  df-rn 4716  df-res 4717  df-ima 4718  df-iota 5235  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-ov 5877  df-oprab 5878  df-mpt2 5879  df-1st 6138  df-2nd 6139  df-recs 6404  df-rdg 6439  df-1o 6495  df-oadd 6499  df-omul 6500  df-oexp 6501
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