Users' Mathboxes Mathbox for Richard Penner < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  oe0suclim Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem oe0suclim 41960
Description: Closed form expression of the value of ordinal exponentiation for the cases when the second ordinal is zero, a successor ordinal, or a limit ordinal. Definition 2.6 of [Schloeder] p. 4. See oe0 8517, oesuc 8522, oe0m1 8516, and oelim 8529. (Contributed by RP, 18-Jan-2025.)
Assertion
Ref Expression
oe0suclim ((๐ด โˆˆ On โˆง ๐ต โˆˆ On) โ†’ ((๐ต = โˆ… โ†’ (๐ด โ†‘o ๐ต) = 1o) โˆง ((๐ต = suc ๐ถ โˆง ๐ถ โˆˆ On) โ†’ (๐ด โ†‘o ๐ต) = ((๐ด โ†‘o ๐ถ) ยทo ๐ด)) โˆง (Lim ๐ต โ†’ (๐ด โ†‘o ๐ต) = if(โˆ… โˆˆ ๐ด, โˆช ๐‘ โˆˆ ๐ต (๐ด โ†‘o ๐‘), โˆ…))))
Distinct variable groups:   ๐ด,๐‘   ๐ต,๐‘
Allowed substitution hint:   ๐ถ(๐‘)

Proof of Theorem oe0suclim
StepHypRef Expression
1 oe0 8517 . 2 (๐ด โˆˆ On โ†’ (๐ด โ†‘o โˆ…) = 1o)
2 oesuc 8522 . 2 ((๐ด โˆˆ On โˆง ๐ถ โˆˆ On) โ†’ (๐ด โ†‘o suc ๐ถ) = ((๐ด โ†‘o ๐ถ) ยทo ๐ด))
3 oelim 8529 . . . . 5 (((๐ด โˆˆ On โˆง (๐ต โˆˆ On โˆง Lim ๐ต)) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ด) โ†’ (๐ด โ†‘o ๐ต) = โˆช ๐‘ โˆˆ ๐ต (๐ด โ†‘o ๐‘))
4 simpr 486 . . . . . 6 (((๐ด โˆˆ On โˆง (๐ต โˆˆ On โˆง Lim ๐ต)) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ด) โ†’ โˆ… โˆˆ ๐ด)
54iftrued 4535 . . . . 5 (((๐ด โˆˆ On โˆง (๐ต โˆˆ On โˆง Lim ๐ต)) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ด) โ†’ if(โˆ… โˆˆ ๐ด, โˆช ๐‘ โˆˆ ๐ต (๐ด โ†‘o ๐‘), โˆ…) = โˆช ๐‘ โˆˆ ๐ต (๐ด โ†‘o ๐‘))
63, 5eqtr4d 2776 . . . 4 (((๐ด โˆˆ On โˆง (๐ต โˆˆ On โˆง Lim ๐ต)) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ด) โ†’ (๐ด โ†‘o ๐ต) = if(โˆ… โˆˆ ๐ด, โˆช ๐‘ โˆˆ ๐ต (๐ด โ†‘o ๐‘), โˆ…))
7 simpl 484 . . . . . . . 8 ((๐ด โˆˆ On โˆง (๐ต โˆˆ On โˆง Lim ๐ต)) โ†’ ๐ด โˆˆ On)
8 0elon 6415 . . . . . . . 8 โˆ… โˆˆ On
9 ontri1 6395 . . . . . . . . 9 ((๐ด โˆˆ On โˆง โˆ… โˆˆ On) โ†’ (๐ด โŠ† โˆ… โ†” ยฌ โˆ… โˆˆ ๐ด))
10 ss0 4397 . . . . . . . . 9 (๐ด โŠ† โˆ… โ†’ ๐ด = โˆ…)
119, 10syl6bir 254 . . . . . . . 8 ((๐ด โˆˆ On โˆง โˆ… โˆˆ On) โ†’ (ยฌ โˆ… โˆˆ ๐ด โ†’ ๐ด = โˆ…))
127, 8, 11sylancl 587 . . . . . . 7 ((๐ด โˆˆ On โˆง (๐ต โˆˆ On โˆง Lim ๐ต)) โ†’ (ยฌ โˆ… โˆˆ ๐ด โ†’ ๐ด = โˆ…))
13 oveq1 7411 . . . . . . . . 9 (๐ด = โˆ… โ†’ (๐ด โ†‘o ๐ต) = (โˆ… โ†‘o ๐ต))
14 oe0m1 8516 . . . . . . . . . . . 12 (๐ต โˆˆ On โ†’ (โˆ… โˆˆ ๐ต โ†” (โˆ… โ†‘o ๐ต) = โˆ…))
1514biimpd 228 . . . . . . . . . . 11 (๐ต โˆˆ On โ†’ (โˆ… โˆˆ ๐ต โ†’ (โˆ… โ†‘o ๐ต) = โˆ…))
16 0ellim 6424 . . . . . . . . . . 11 (Lim ๐ต โ†’ โˆ… โˆˆ ๐ต)
1715, 16impel 507 . . . . . . . . . 10 ((๐ต โˆˆ On โˆง Lim ๐ต) โ†’ (โˆ… โ†‘o ๐ต) = โˆ…)
1817adantl 483 . . . . . . . . 9 ((๐ด โˆˆ On โˆง (๐ต โˆˆ On โˆง Lim ๐ต)) โ†’ (โˆ… โ†‘o ๐ต) = โˆ…)
1913, 18sylan9eqr 2795 . . . . . . . 8 (((๐ด โˆˆ On โˆง (๐ต โˆˆ On โˆง Lim ๐ต)) โˆง ๐ด = โˆ…) โ†’ (๐ด โ†‘o ๐ต) = โˆ…)
2019ex 414 . . . . . . 7 ((๐ด โˆˆ On โˆง (๐ต โˆˆ On โˆง Lim ๐ต)) โ†’ (๐ด = โˆ… โ†’ (๐ด โ†‘o ๐ต) = โˆ…))
2112, 20syld 47 . . . . . 6 ((๐ด โˆˆ On โˆง (๐ต โˆˆ On โˆง Lim ๐ต)) โ†’ (ยฌ โˆ… โˆˆ ๐ด โ†’ (๐ด โ†‘o ๐ต) = โˆ…))
2221imp 408 . . . . 5 (((๐ด โˆˆ On โˆง (๐ต โˆˆ On โˆง Lim ๐ต)) โˆง ยฌ โˆ… โˆˆ ๐ด) โ†’ (๐ด โ†‘o ๐ต) = โˆ…)
23 simpr 486 . . . . . 6 (((๐ด โˆˆ On โˆง (๐ต โˆˆ On โˆง Lim ๐ต)) โˆง ยฌ โˆ… โˆˆ ๐ด) โ†’ ยฌ โˆ… โˆˆ ๐ด)
2423iffalsed 4538 . . . . 5 (((๐ด โˆˆ On โˆง (๐ต โˆˆ On โˆง Lim ๐ต)) โˆง ยฌ โˆ… โˆˆ ๐ด) โ†’ if(โˆ… โˆˆ ๐ด, โˆช ๐‘ โˆˆ ๐ต (๐ด โ†‘o ๐‘), โˆ…) = โˆ…)
2522, 24eqtr4d 2776 . . . 4 (((๐ด โˆˆ On โˆง (๐ต โˆˆ On โˆง Lim ๐ต)) โˆง ยฌ โˆ… โˆˆ ๐ด) โ†’ (๐ด โ†‘o ๐ต) = if(โˆ… โˆˆ ๐ด, โˆช ๐‘ โˆˆ ๐ต (๐ด โ†‘o ๐‘), โˆ…))
266, 25pm2.61dan 812 . . 3 ((๐ด โˆˆ On โˆง (๐ต โˆˆ On โˆง Lim ๐ต)) โ†’ (๐ด โ†‘o ๐ต) = if(โˆ… โˆˆ ๐ด, โˆช ๐‘ โˆˆ ๐ต (๐ด โ†‘o ๐‘), โˆ…))
2726anassrs 469 . 2 (((๐ด โˆˆ On โˆง ๐ต โˆˆ On) โˆง Lim ๐ต) โ†’ (๐ด โ†‘o ๐ต) = if(โˆ… โˆˆ ๐ด, โˆช ๐‘ โˆˆ ๐ต (๐ด โ†‘o ๐‘), โˆ…))
281, 2, 27onov0suclim 41957 1 ((๐ด โˆˆ On โˆง ๐ต โˆˆ On) โ†’ ((๐ต = โˆ… โ†’ (๐ด โ†‘o ๐ต) = 1o) โˆง ((๐ต = suc ๐ถ โˆง ๐ถ โˆˆ On) โ†’ (๐ด โ†‘o ๐ต) = ((๐ด โ†‘o ๐ถ) ยทo ๐ด)) โˆง (Lim ๐ต โ†’ (๐ด โ†‘o ๐ต) = if(โˆ… โˆˆ ๐ด, โˆช ๐‘ โˆˆ ๐ต (๐ด โ†‘o ๐‘), โˆ…))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ยฌ wn 3   โ†’ wi 4   โˆง wa 397   โˆง w3a 1088   = wceq 1542   โˆˆ wcel 2107   โŠ† wss 3947  โˆ…c0 4321  ifcif 4527  โˆช ciun 4996  Oncon0 6361  Lim wlim 6362  suc csuc 6363  (class class class)co 7404  1oc1o 8454   ยทo comu 8459   โ†‘o coe 8460
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pr 5426  ax-un 7720
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-ral 3063  df-rex 3072  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-ov 7407  df-oprab 7408  df-mpo 7409  df-om 7851  df-2nd 7971  df-frecs 8261  df-wrecs 8292  df-recs 8366  df-rdg 8405  df-1o 8461  df-omul 8466  df-oexp 8467
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator