Theorem nnadju 10197

Description: The cardinal and ordinal sums of finite ordinals are equal. For a shorter proof using ax-rep 5240, see nnadjuALT 10198. (Contributed by Paul Chapman, 11-Apr-2009.) (Revised by Mario Carneiro, 6-Feb-2013.) Avoid ax-rep 5240. (Revised by BTernaryTau, 2-Jul-2024.)

Assertion

Ref	Expression
nnadju	⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (card‘(𝐴 ⊔ 𝐵)) = (𝐴 +o 𝐵))

Proof of Theorem nnadju

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		djueq2 9908	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝐵 → (𝐴 ⊔ 𝑥) = (𝐴 ⊔ 𝐵))
2		oveq2 7427	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝐵 → (𝐴 +o 𝑥) = (𝐴 +o 𝐵))
3	1, 2	breq12d 5124	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐵 → ((𝐴 ⊔ 𝑥) ≈ (𝐴 +o 𝑥) ↔ (𝐴 ⊔ 𝐵) ≈ (𝐴 +o 𝐵)))
4	3	imbi2d 343	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐵 → ((𝐴 ∈ ω → (𝐴 ⊔ 𝑥) ≈ (𝐴 +o 𝑥)) ↔ (𝐴 ∈ ω → (𝐴 ⊔ 𝐵) ≈ (𝐴 +o 𝐵))))
5		djueq2 9908	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = ∅ → (𝐴 ⊔ 𝑥) = (𝐴 ⊔ ∅))
6		oveq2 7427	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = ∅ → (𝐴 +o 𝑥) = (𝐴 +o ∅))
7	5, 6	breq12d 5124	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = ∅ → ((𝐴 ⊔ 𝑥) ≈ (𝐴 +o 𝑥) ↔ (𝐴 ⊔ ∅) ≈ (𝐴 +o ∅)))
8		djueq2 9908	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝐴 ⊔ 𝑥) = (𝐴 ⊔ 𝑦))
9		oveq2 7427	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝐴 +o 𝑥) = (𝐴 +o 𝑦))
10	8, 9	breq12d 5124	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝐴 ⊔ 𝑥) ≈ (𝐴 +o 𝑥) ↔ (𝐴 ⊔ 𝑦) ≈ (𝐴 +o 𝑦)))
11		djueq2 9908	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = suc 𝑦 → (𝐴 ⊔ 𝑥) = (𝐴 ⊔ suc 𝑦))
12		oveq2 7427	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = suc 𝑦 → (𝐴 +o 𝑥) = (𝐴 +o suc 𝑦))
13	11, 12	breq12d 5124	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = suc 𝑦 → ((𝐴 ⊔ 𝑥) ≈ (𝐴 +o 𝑥) ↔ (𝐴 ⊔ suc 𝑦) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦)))
14		dju0en 10175	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ω → (𝐴 ⊔ ∅) ≈ 𝐴)
15		nna0 8596	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ω → (𝐴 +o ∅) = 𝐴)
16	14, 15	breqtrrd 5141	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ω → (𝐴 ⊔ ∅) ≈ (𝐴 +o ∅))
17		1oex 8469	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 1o ∈ V
18		djuassen 10178	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω ∧ 1o ∈ V) → ((𝐴 ⊔ 𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 ⊔ (𝑦 ⊔ 1o)))
19	17, 18	mp3an3 1479	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴 ⊔ 𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 ⊔ (𝑦 ⊔ 1o)))
20		enrefg 8987	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐴 ∈ ω → 𝐴 ≈ 𝐴)
21		nnord 7876	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∈ ω → Ord 𝑦)
22		ordirr 6382	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (Ord 𝑦 → ¬ 𝑦 ∈ 𝑦)
23	21, 22	syl 18	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ ω → ¬ 𝑦 ∈ 𝑦)
24		dju1en 10171	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑦 ∈ ω ∧ ¬ 𝑦 ∈ 𝑦) → (𝑦 ⊔ 1o) ≈ suc 𝑦)
25	23, 24	mpdan 700	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 ∈ ω → (𝑦 ⊔ 1o) ≈ suc 𝑦)
26		djuen 10169	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ≈ 𝐴 ∧ (𝑦 ⊔ 1o) ≈ suc 𝑦) → (𝐴 ⊔ (𝑦 ⊔ 1o)) ≈ (𝐴 ⊔ suc 𝑦))
27	20, 25, 26	syl2an 608	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐴 ⊔ (𝑦 ⊔ 1o)) ≈ (𝐴 ⊔ suc 𝑦))
28		entr 9009	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ⊔ 𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 ⊔ (𝑦 ⊔ 1o)) ∧ (𝐴 ⊔ (𝑦 ⊔ 1o)) ≈ (𝐴 ⊔ suc 𝑦)) → ((𝐴 ⊔ 𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 ⊔ suc 𝑦))
29	19, 27, 28	syl2anc 596	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴 ⊔ 𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 ⊔ suc 𝑦))
30	29	ensymd 9008	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐴 ⊔ suc 𝑦) ≈ ((𝐴 ⊔ 𝑦) ⊔ 1o))
31	17	enref 8988	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 1o ≈ 1o
32		djuen 10169	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ⊔ 𝑦) ≈ (𝐴 +o 𝑦) ∧ 1o ≈ 1o) → ((𝐴 ⊔ 𝑦) ⊔ 1o) ≈ ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o))
33	31, 32	mpan2 704	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ⊔ 𝑦) ≈ (𝐴 +o 𝑦) → ((𝐴 ⊔ 𝑦) ⊔ 1o) ≈ ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o))
34	33	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴 ⊔ 𝑦) ≈ (𝐴 +o 𝑦) → ((𝐴 ⊔ 𝑦) ⊔ 1o) ≈ ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o)))
35		nnacl 8603	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐴 +o 𝑦) ∈ ω)
36		nnord 7876	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 +o 𝑦) ∈ ω → Ord (𝐴 +o 𝑦))
37		ordirr 6382	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (Ord (𝐴 +o 𝑦) → ¬ (𝐴 +o 𝑦) ∈ (𝐴 +o 𝑦))
38	35, 36, 37	3syl 19	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ¬ (𝐴 +o 𝑦) ∈ (𝐴 +o 𝑦))
39		dju1en 10171	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 +o 𝑦) ∈ ω ∧ ¬ (𝐴 +o 𝑦) ∈ (𝐴 +o 𝑦)) → ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o) ≈ suc (𝐴 +o 𝑦))
40	35, 38, 39	syl2anc 596	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o) ≈ suc (𝐴 +o 𝑦))
41		nnasuc 8598	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐴 +o suc 𝑦) = suc (𝐴 +o 𝑦))
42	40, 41	breqtrrd 5141	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦))
43	34, 42	jctird 536	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴 ⊔ 𝑦) ≈ (𝐴 +o 𝑦) → (((𝐴 ⊔ 𝑦) ⊔ 1o) ≈ ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o) ∧ ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦))))
44		entr 9009	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐴 ⊔ 𝑦) ⊔ 1o) ≈ ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o) ∧ ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦)) → ((𝐴 ⊔ 𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦))
45	43, 44	syl6 36	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴 ⊔ 𝑦) ≈ (𝐴 +o 𝑦) → ((𝐴 ⊔ 𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦)))
46		entr 9009	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊔ suc 𝑦) ≈ ((𝐴 ⊔ 𝑦) ⊔ 1o) ∧ ((𝐴 ⊔ 𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦)) → (𝐴 ⊔ suc 𝑦) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦))
47	30, 45, 46	syl6an 697	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴 ⊔ 𝑦) ≈ (𝐴 +o 𝑦) → (𝐴 ⊔ suc 𝑦) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦)))
48	47	expcom 419	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ ω → (𝐴 ∈ ω → ((𝐴 ⊔ 𝑦) ≈ (𝐴 +o 𝑦) → (𝐴 ⊔ suc 𝑦) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦))))
49	7, 10, 13, 16, 48	finds2 7901	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ ω → (𝐴 ∈ ω → (𝐴 ⊔ 𝑥) ≈ (𝐴 +o 𝑥)))
50	4, 49	vtoclga 3543	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ ω → (𝐴 ∈ ω → (𝐴 ⊔ 𝐵) ≈ (𝐴 +o 𝐵)))
51	50	impcom 413	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (𝐴 ⊔ 𝐵) ≈ (𝐴 +o 𝐵))
52		carden2b 9969	. . 3 ⊢ ((𝐴 ⊔ 𝐵) ≈ (𝐴 +o 𝐵) → (card‘(𝐴 ⊔ 𝐵)) = (card‘(𝐴 +o 𝐵)))
53	51, 52	syl 18	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (card‘(𝐴 ⊔ 𝐵)) = (card‘(𝐴 +o 𝐵)))
54		nnacl 8603	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (𝐴 +o 𝐵) ∈ ω)
55		cardnn 9965	. . 3 ⊢ ((𝐴 +o 𝐵) ∈ ω → (card‘(𝐴 +o 𝐵)) = (𝐴 +o 𝐵))
56	54, 55	syl 18	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (card‘(𝐴 +o 𝐵)) = (𝐴 +o 𝐵))
57	53, 56	eqtrd 2800	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (card‘(𝐴 ⊔ 𝐵)) = (𝐴 +o 𝐵))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2146  Vcvv 3457  ∅c0 4286   class class class wbr 5111  Ord word 6363  suc csuc 6366  ‘cfv 6540  (class class class)co 7419  ωcom 7868  1_oc1o 8452   +_o coa 8456   ≈ cen 8946   ⊔ cdju 9900  cardccrd 9937

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-ral 3082  df-rex 3092  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-int 4915  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-oadd 8463  df-er 8700  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-fin 8953  df-dju 9903  df-card 9941

This theorem is used by:  ficardadju  10199  ackbij1lem5  10222  ackbij1lem9  10226