Theorem naddwordnexlem3 43981

Description: When 𝐴 is the sum of a limit ordinal (or zero) and a natural number and 𝐵 is the sum of a larger limit ordinal and a smaller natural number, every natural sum of 𝐴 with a natural number is less that 𝐵. (Contributed by RP, 14-Feb-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
naddwordnex.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 = ((ω ·o 𝐶) +o 𝑀))
naddwordnex.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 = ((ω ·o 𝐷) +o 𝑁))
naddwordnex.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝐷)
naddwordnex.d	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ On)
naddwordnex.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ω)
naddwordnex.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑀)

Assertion

Ref	Expression
naddwordnexlem3	⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ω (𝐴 +no 𝑥) ∈ 𝐵)

Distinct variable group:   𝜑,𝑥

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥)   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑥)   𝐷(𝑥)   𝑀(𝑥)   𝑁(𝑥)

Proof of Theorem naddwordnexlem3

Step	Hyp	Ref	Expression
1		naddwordnex.a	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 = ((ω ·o 𝐶) +o 𝑀))
2		omelon 9599	. . . . . . . 8 ⊢ ω ∈ On
3		naddwordnex.d	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ On)
4		naddwordnex.c	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝐷)
5		onelon 6371	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐷 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ 𝐷) → 𝐶 ∈ On)
6	3, 4, 5	syl2anc 593	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ On)
7		omcl 8505	. . . . . . . 8 ⊢ ((ω ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (ω ·o 𝐶) ∈ On)
8	2, 6, 7	sylancr 596	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (ω ·o 𝐶) ∈ On)
9		naddwordnex.m	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ω)
10		nnon 7852	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑀 ∈ ω → 𝑀 ∈ On)
11	9, 10	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ On)
12		oacl 8504	. . . . . . 7 ⊢ (((ω ·o 𝐶) ∈ On ∧ 𝑀 ∈ On) → ((ω ·o 𝐶) +o 𝑀) ∈ On)
13	8, 11, 12	syl2anc 593	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((ω ·o 𝐶) +o 𝑀) ∈ On)
14	1, 13	eqeltrd 2863	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ On)
15		naddonnn 43977	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝑥 ∈ ω) → (𝐴 +o 𝑥) = (𝐴 +no 𝑥))
16	14, 15	sylan 589	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → (𝐴 +o 𝑥) = (𝐴 +no 𝑥))
17		naddwordnex.b	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐵 = ((ω ·o 𝐷) +o 𝑁))
18		naddwordnex.n	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ 𝑀)
19	1, 17, 4, 3, 9, 18	naddwordnexlem0 43978	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ (ω ·o suc 𝐶) ∧ (ω ·o suc 𝐶) ⊆ 𝐵))
20	19	simprd 499	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (ω ·o suc 𝐶) ⊆ 𝐵)
21	20	adantr 484	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → (ω ·o suc 𝐶) ⊆ 𝐵)
22	8, 2	jctil 527	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (ω ∈ On ∧ (ω ·o 𝐶) ∈ On))
23	22	adantr 484	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → (ω ∈ On ∧ (ω ·o 𝐶) ∈ On))
24		nnacl 8581	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑀 ∈ ω ∧ 𝑥 ∈ ω) → (𝑀 +o 𝑥) ∈ ω)
25	9, 24	sylan 589	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → (𝑀 +o 𝑥) ∈ ω)
26		oaordi 8515	. . . . . . 7 ⊢ ((ω ∈ On ∧ (ω ·o 𝐶) ∈ On) → ((𝑀 +o 𝑥) ∈ ω → ((ω ·o 𝐶) +o (𝑀 +o 𝑥)) ∈ ((ω ·o 𝐶) +o ω)))
27	23, 25, 26	sylc 65	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → ((ω ·o 𝐶) +o (𝑀 +o 𝑥)) ∈ ((ω ·o 𝐶) +o ω))
28	1	adantr 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → 𝐴 = ((ω ·o 𝐶) +o 𝑀))
29	28	oveq1d 7411	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → (𝐴 +o 𝑥) = (((ω ·o 𝐶) +o 𝑀) +o 𝑥))
30		nnon 7852	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ ω → 𝑥 ∈ On)
31		oaass 8530	. . . . . . . 8 ⊢ (((ω ·o 𝐶) ∈ On ∧ 𝑀 ∈ On ∧ 𝑥 ∈ On) → (((ω ·o 𝐶) +o 𝑀) +o 𝑥) = ((ω ·o 𝐶) +o (𝑀 +o 𝑥)))
32	8, 11, 30, 31	syl2an3an 1443	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → (((ω ·o 𝐶) +o 𝑀) +o 𝑥) = ((ω ·o 𝐶) +o (𝑀 +o 𝑥)))
33	29, 32	eqtrd 2798	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → (𝐴 +o 𝑥) = ((ω ·o 𝐶) +o (𝑀 +o 𝑥)))
34	6	adantr 484	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → 𝐶 ∈ On)
35		omsuc 8495	. . . . . . 7 ⊢ ((ω ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (ω ·o suc 𝐶) = ((ω ·o 𝐶) +o ω))
36	2, 34, 35	sylancr 596	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → (ω ·o suc 𝐶) = ((ω ·o 𝐶) +o ω))
37	27, 33, 36	3eltr4d 2878	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → (𝐴 +o 𝑥) ∈ (ω ·o suc 𝐶))
38	21, 37	sseldd 3938	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → (𝐴 +o 𝑥) ∈ 𝐵)
39	16, 38	eqeltrrd 2864	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → (𝐴 +no 𝑥) ∈ 𝐵)
40	39	ex 416	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ ω → (𝐴 +no 𝑥) ∈ 𝐵))
41	40	ralrimiv 3154	1 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ω (𝐴 +no 𝑥) ∈ 𝐵)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1561   ∈ wcel 2143  ∀wral 3077   ⊆ wss 3905  Oncon0 6346  suc csuc 6348  (class class class)co 7396  ωcom 7846   +_o coa 8434   ·_o comu 8435   +no cnadd 8635

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1816  ax-4 1830  ax-5 1931  ax-6 1988  ax-7 2029  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5228  ax-sep 5247  ax-nul 5257  ax-pow 5323  ax-pr 5391  ax-un 7718  ax-inf2 9594

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1100  df-3an 1101  df-tru 1564  df-fal 1574  df-ex 1801  df-nf 1805  df-sb 2092  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5102  df-opab 5164  df-mpt 5183  df-tr 5209  df-id 5543  df-eprel 5548  df-po 5556  df-so 5557  df-fr 5601  df-se 5602  df-we 5603  df-xp 5654  df-rel 5655  df-cnv 5656  df-co 5657  df-dm 5658  df-rn 5659  df-res 5660  df-ima 5661  df-pred 6288  df-ord 6349  df-on 6350  df-lim 6351  df-suc 6352  df-iota 6477  df-fun 6523  df-fn 6524  df-f 6525  df-f1 6526  df-fo 6527  df-f1o 6528  df-fv 6529  df-ov 7399  df-oprab 7400  df-mpo 7401  df-om 7847  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8342  df-rdg 8381  df-oadd 8441  df-omul 8442  df-nadd 8636

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