Theorem oemapwe 9647

Description: The lexicographic order on a function space of ordinals gives a well-ordering with order type equal to the ordinal exponential. This provides an alternate definition of the ordinal exponential. (Contributed by Mario Carneiro, 28-May-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
cantnfs.s	⊢ 𝑆 = dom (𝐴 CNF 𝐵)
cantnfs.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ On)
cantnfs.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ On)
oemapval.t	⊢ 𝑇 = {⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ∃𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥‘𝑧) ∈ (𝑦‘𝑧) ∧ ∀𝑤 ∈ 𝐵 (𝑧 ∈ 𝑤 → (𝑥‘𝑤) = (𝑦‘𝑤)))}

Assertion

Ref	Expression
oemapwe	⊢ (𝜑 → (𝑇 We 𝑆 ∧ dom OrdIso(𝑇, 𝑆) = (𝐴 ↑o 𝐵)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑤,𝑦,𝑧,𝐵   𝑤,𝐴,𝑥,𝑦,𝑧   𝑥,𝑆,𝑦,𝑧   𝜑,𝑥,𝑦,𝑧

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑤)   𝑆(𝑤)   𝑇(𝑥,𝑦,𝑧,𝑤)

Proof of Theorem oemapwe

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cantnfs.a	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ On)
2		cantnfs.b	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ On)
3		oecl 8501	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On) → (𝐴 ↑o 𝐵) ∈ On)
4	1, 2, 3	syl2anc 584	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ↑o 𝐵) ∈ On)
5		eloni 6342	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ↑o 𝐵) ∈ On → Ord (𝐴 ↑o 𝐵))
6		ordwe 6345	. . . 4 ⊢ (Ord (𝐴 ↑o 𝐵) → E We (𝐴 ↑o 𝐵))
7	4, 5, 6	3syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → E We (𝐴 ↑o 𝐵))
8		cantnfs.s	. . . . 5 ⊢ 𝑆 = dom (𝐴 CNF 𝐵)
9		oemapval.t	. . . . 5 ⊢ 𝑇 = {⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ∃𝑧 ∈ 𝐵 ((𝑥‘𝑧) ∈ (𝑦‘𝑧) ∧ ∀𝑤 ∈ 𝐵 (𝑧 ∈ 𝑤 → (𝑥‘𝑤) = (𝑦‘𝑤)))}
10	8, 1, 2, 9	cantnf 9646	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴 CNF 𝐵) Isom 𝑇, E (𝑆, (𝐴 ↑o 𝐵)))
11		isowe 7324	. . . 4 ⊢ ((𝐴 CNF 𝐵) Isom 𝑇, E (𝑆, (𝐴 ↑o 𝐵)) → (𝑇 We 𝑆 ↔ E We (𝐴 ↑o 𝐵)))
12	10, 11	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑇 We 𝑆 ↔ E We (𝐴 ↑o 𝐵)))
13	7, 12	mpbird 257	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑇 We 𝑆)
14	4, 5	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → Ord (𝐴 ↑o 𝐵))
15		isocnv 7305	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 CNF 𝐵) Isom 𝑇, E (𝑆, (𝐴 ↑o 𝐵)) → ◡(𝐴 CNF 𝐵) Isom E , 𝑇 ((𝐴 ↑o 𝐵), 𝑆))
16	10, 15	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ◡(𝐴 CNF 𝐵) Isom E , 𝑇 ((𝐴 ↑o 𝐵), 𝑆))
17		ovex 7420	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 CNF 𝐵) ∈ V
18	17	dmex 7885	. . . . . . . 8 ⊢ dom (𝐴 CNF 𝐵) ∈ V
19	8, 18	eqeltri 2824	. . . . . . 7 ⊢ 𝑆 ∈ V
20		exse 5598	. . . . . . 7 ⊢ (𝑆 ∈ V → 𝑇 Se 𝑆)
21	19, 20	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ 𝑇 Se 𝑆
22		eqid 2729	. . . . . . 7 ⊢ OrdIso(𝑇, 𝑆) = OrdIso(𝑇, 𝑆)
23	22	oieu 9492	. . . . . 6 ⊢ ((𝑇 We 𝑆 ∧ 𝑇 Se 𝑆) → ((Ord (𝐴 ↑o 𝐵) ∧ ◡(𝐴 CNF 𝐵) Isom E , 𝑇 ((𝐴 ↑o 𝐵), 𝑆)) ↔ ((𝐴 ↑o 𝐵) = dom OrdIso(𝑇, 𝑆) ∧ ◡(𝐴 CNF 𝐵) = OrdIso(𝑇, 𝑆))))
24	13, 21, 23	sylancl 586	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((Ord (𝐴 ↑o 𝐵) ∧ ◡(𝐴 CNF 𝐵) Isom E , 𝑇 ((𝐴 ↑o 𝐵), 𝑆)) ↔ ((𝐴 ↑o 𝐵) = dom OrdIso(𝑇, 𝑆) ∧ ◡(𝐴 CNF 𝐵) = OrdIso(𝑇, 𝑆))))
25	14, 16, 24	mpbi2and 712	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 ↑o 𝐵) = dom OrdIso(𝑇, 𝑆) ∧ ◡(𝐴 CNF 𝐵) = OrdIso(𝑇, 𝑆)))
26	25	simpld 494	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ↑o 𝐵) = dom OrdIso(𝑇, 𝑆))
27	26	eqcomd 2735	. 2 ⊢ (𝜑 → dom OrdIso(𝑇, 𝑆) = (𝐴 ↑o 𝐵))
28	13, 27	jca 511	1 ⊢ (𝜑 → (𝑇 We 𝑆 ∧ dom OrdIso(𝑇, 𝑆) = (𝐴 ↑o 𝐵)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  ∀wral 3044  ∃wrex 3053  Vcvv 3447  {copab 5169   E cep 5537   Se wse 5589   We wwe 5590  ^◡ccnv 5637  dom cdm 5638  Ord word 6331  Oncon0 6332  ‘cfv 6511   Isom wiso 6512  (class class class)co 7387   ↑_o coe 8433  OrdIsocoi 9462   CNF ccnf 9614

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3354  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-int 4911  df-iun 4957  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-se 5592  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-isom 6520  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-om 7843  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-supp 8140  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-seqom 8416  df-1o 8434  df-2o 8435  df-oadd 8438  df-omul 8439  df-oexp 8440  df-er 8671  df-map 8801  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-fin 8922  df-fsupp 9313  df-oi 9463  df-cnf 9615

This theorem is referenced by:  cantnffval2  9648  wemapwe  9650