MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  nnadju Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem nnadju 10111
Description: The cardinal and ordinal sums of finite ordinals are equal. For a shorter proof using ax-rep 5199, see nnadjuALT 10112. (Contributed by Paul Chapman, 11-Apr-2009.) (Revised by Mario Carneiro, 6-Feb-2013.) Avoid ax-rep 5199. (Revised by BTernaryTau, 2-Jul-2024.)
Assertion
Ref Expression
nnadju ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (card‘(𝐴𝐵)) = (𝐴 +o 𝐵))

Proof of Theorem nnadju
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 djueq2 9821 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝐵 → (𝐴𝑥) = (𝐴𝐵))
2 oveq2 7364 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝐵 → (𝐴 +o 𝑥) = (𝐴 +o 𝐵))
31, 2breq12d 5085 . . . . . 6 (𝑥 = 𝐵 → ((𝐴𝑥) ≈ (𝐴 +o 𝑥) ↔ (𝐴𝐵) ≈ (𝐴 +o 𝐵)))
43imbi2d 341 . . . . 5 (𝑥 = 𝐵 → ((𝐴 ∈ ω → (𝐴𝑥) ≈ (𝐴 +o 𝑥)) ↔ (𝐴 ∈ ω → (𝐴𝐵) ≈ (𝐴 +o 𝐵))))
5 djueq2 9821 . . . . . . 7 (𝑥 = ∅ → (𝐴𝑥) = (𝐴 ⊔ ∅))
6 oveq2 7364 . . . . . . 7 (𝑥 = ∅ → (𝐴 +o 𝑥) = (𝐴 +o ∅))
75, 6breq12d 5085 . . . . . 6 (𝑥 = ∅ → ((𝐴𝑥) ≈ (𝐴 +o 𝑥) ↔ (𝐴 ⊔ ∅) ≈ (𝐴 +o ∅)))
8 djueq2 9821 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑦 → (𝐴𝑥) = (𝐴𝑦))
9 oveq2 7364 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑦 → (𝐴 +o 𝑥) = (𝐴 +o 𝑦))
108, 9breq12d 5085 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → ((𝐴𝑥) ≈ (𝐴 +o 𝑥) ↔ (𝐴𝑦) ≈ (𝐴 +o 𝑦)))
11 djueq2 9821 . . . . . . 7 (𝑥 = suc 𝑦 → (𝐴𝑥) = (𝐴 ⊔ suc 𝑦))
12 oveq2 7364 . . . . . . 7 (𝑥 = suc 𝑦 → (𝐴 +o 𝑥) = (𝐴 +o suc 𝑦))
1311, 12breq12d 5085 . . . . . 6 (𝑥 = suc 𝑦 → ((𝐴𝑥) ≈ (𝐴 +o 𝑥) ↔ (𝐴 ⊔ suc 𝑦) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦)))
14 dju0en 10089 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ω → (𝐴 ⊔ ∅) ≈ 𝐴)
15 nna0 8530 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ω → (𝐴 +o ∅) = 𝐴)
1614, 15breqtrrd 5100 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ω → (𝐴 ⊔ ∅) ≈ (𝐴 +o ∅))
17 1oex 8405 . . . . . . . . . . 11 1o ∈ V
18 djuassen 10092 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω ∧ 1o ∈ V) → ((𝐴𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 ⊔ (𝑦 ⊔ 1o)))
1917, 18mp3an3 1458 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 ⊔ (𝑦 ⊔ 1o)))
20 enrefg 8921 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ω → 𝐴𝐴)
21 nnord 7814 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ ω → Ord 𝑦)
22 ordirr 6328 . . . . . . . . . . . . 13 (Ord 𝑦 → ¬ 𝑦𝑦)
2321, 22syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ ω → ¬ 𝑦𝑦)
24 dju1en 10085 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑦 ∈ ω ∧ ¬ 𝑦𝑦) → (𝑦 ⊔ 1o) ≈ suc 𝑦)
2523, 24mpdan 693 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 ∈ ω → (𝑦 ⊔ 1o) ≈ suc 𝑦)
26 djuen 10083 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴𝐴 ∧ (𝑦 ⊔ 1o) ≈ suc 𝑦) → (𝐴 ⊔ (𝑦 ⊔ 1o)) ≈ (𝐴 ⊔ suc 𝑦))
2720, 25, 26syl2an 602 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐴 ⊔ (𝑦 ⊔ 1o)) ≈ (𝐴 ⊔ suc 𝑦))
28 entr 8943 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 ⊔ (𝑦 ⊔ 1o)) ∧ (𝐴 ⊔ (𝑦 ⊔ 1o)) ≈ (𝐴 ⊔ suc 𝑦)) → ((𝐴𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 ⊔ suc 𝑦))
2919, 27, 28syl2anc 590 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 ⊔ suc 𝑦))
3029ensymd 8942 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐴 ⊔ suc 𝑦) ≈ ((𝐴𝑦) ⊔ 1o))
3117enref 8922 . . . . . . . . . . . 12 1o ≈ 1o
32 djuen 10083 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴𝑦) ≈ (𝐴 +o 𝑦) ∧ 1o ≈ 1o) → ((𝐴𝑦) ⊔ 1o) ≈ ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o))
3331, 32mpan2 697 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴𝑦) ≈ (𝐴 +o 𝑦) → ((𝐴𝑦) ⊔ 1o) ≈ ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o))
3433a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴𝑦) ≈ (𝐴 +o 𝑦) → ((𝐴𝑦) ⊔ 1o) ≈ ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o)))
35 nnacl 8537 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐴 +o 𝑦) ∈ ω)
36 nnord 7814 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 +o 𝑦) ∈ ω → Ord (𝐴 +o 𝑦))
37 ordirr 6328 . . . . . . . . . . . . 13 (Ord (𝐴 +o 𝑦) → ¬ (𝐴 +o 𝑦) ∈ (𝐴 +o 𝑦))
3835, 36, 373syl 18 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ¬ (𝐴 +o 𝑦) ∈ (𝐴 +o 𝑦))
39 dju1en 10085 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 +o 𝑦) ∈ ω ∧ ¬ (𝐴 +o 𝑦) ∈ (𝐴 +o 𝑦)) → ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o) ≈ suc (𝐴 +o 𝑦))
4035, 38, 39syl2anc 590 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o) ≈ suc (𝐴 +o 𝑦))
41 nnasuc 8532 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → (𝐴 +o suc 𝑦) = suc (𝐴 +o 𝑦))
4240, 41breqtrrd 5100 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦))
4334, 42jctird 531 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴𝑦) ≈ (𝐴 +o 𝑦) → (((𝐴𝑦) ⊔ 1o) ≈ ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o) ∧ ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦))))
44 entr 8943 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝑦) ⊔ 1o) ≈ ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o) ∧ ((𝐴 +o 𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦)) → ((𝐴𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦))
4543, 44syl6 35 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴𝑦) ≈ (𝐴 +o 𝑦) → ((𝐴𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦)))
46 entr 8943 . . . . . . . 8 (((𝐴 ⊔ suc 𝑦) ≈ ((𝐴𝑦) ⊔ 1o) ∧ ((𝐴𝑦) ⊔ 1o) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦)) → (𝐴 ⊔ suc 𝑦) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦))
4730, 45, 46syl6an 690 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝑦 ∈ ω) → ((𝐴𝑦) ≈ (𝐴 +o 𝑦) → (𝐴 ⊔ suc 𝑦) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦)))
4847expcom 414 . . . . . 6 (𝑦 ∈ ω → (𝐴 ∈ ω → ((𝐴𝑦) ≈ (𝐴 +o 𝑦) → (𝐴 ⊔ suc 𝑦) ≈ (𝐴 +o suc 𝑦))))
497, 10, 13, 16, 48finds2 7838 . . . . 5 (𝑥 ∈ ω → (𝐴 ∈ ω → (𝐴𝑥) ≈ (𝐴 +o 𝑥)))
504, 49vtoclga 3520 . . . 4 (𝐵 ∈ ω → (𝐴 ∈ ω → (𝐴𝐵) ≈ (𝐴 +o 𝐵)))
5150impcom 408 . . 3 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (𝐴𝐵) ≈ (𝐴 +o 𝐵))
52 carden2b 9882 . . 3 ((𝐴𝐵) ≈ (𝐴 +o 𝐵) → (card‘(𝐴𝐵)) = (card‘(𝐴 +o 𝐵)))
5351, 52syl 17 . 2 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (card‘(𝐴𝐵)) = (card‘(𝐴 +o 𝐵)))
54 nnacl 8537 . . 3 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (𝐴 +o 𝐵) ∈ ω)
55 cardnn 9878 . . 3 ((𝐴 +o 𝐵) ∈ ω → (card‘(𝐴 +o 𝐵)) = (𝐴 +o 𝐵))
5654, 55syl 17 . 2 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (card‘(𝐴 +o 𝐵)) = (𝐴 +o 𝐵))
5753, 56eqtrd 2774 1 ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (card‘(𝐴𝐵)) = (𝐴 +o 𝐵))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 396   = wceq 1547  wcel 2119  Vcvv 3431  c0 4261   class class class wbr 5072  Ord word 6309  suc csuc 6312  cfv 6485  (class class class)co 7356  ωcom 7806  1oc1o 8388   +o coa 8392  cen 8880  cdju 9813  cardccrd 9850
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2711  ax-sep 5218  ax-nul 5228  ax-pow 5294  ax-pr 5362  ax-un 7678
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2718  df-cleq 2731  df-clel 2814  df-nfc 2888  df-ne 2935  df-ral 3054  df-rex 3064  df-reu 3345  df-rab 3392  df-v 3433  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3903  df-nul 4262  df-if 4455  df-pw 4531  df-sn 4556  df-pr 4558  df-op 4562  df-uni 4839  df-int 4878  df-iun 4923  df-br 5073  df-opab 5135  df-mpt 5154  df-tr 5180  df-id 5513  df-eprel 5518  df-po 5526  df-so 5527  df-fr 5571  df-we 5573  df-xp 5624  df-rel 5625  df-cnv 5626  df-co 5627  df-dm 5628  df-rn 5629  df-res 5630  df-ima 5631  df-pred 6252  df-ord 6313  df-on 6314  df-lim 6315  df-suc 6316  df-iota 6441  df-fun 6487  df-fn 6488  df-f 6489  df-f1 6490  df-fo 6491  df-f1o 6492  df-fv 6493  df-ov 7359  df-oprab 7360  df-mpo 7361  df-om 7807  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-frecs 8221  df-wrecs 8252  df-recs 8301  df-rdg 8339  df-1o 8395  df-oadd 8399  df-er 8633  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-dju 9816  df-card 9854
This theorem is referenced by:  ficardadju  10113  ackbij1lem5  10136  ackbij1lem9  10140
  Copyright terms: Public domain W3C validator