Theorem oemapwe 9712

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 8552	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On) → (𝐴 ↑o 𝐵) ∈ On)
4	1, 2, 3	syl2anc 583	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ↑o 𝐵) ∈ On)
5		eloni 6374	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ↑o 𝐵) ∈ On → Ord (𝐴 ↑o 𝐵))
6		ordwe 6377	. . . 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 9711	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴 CNF 𝐵) Isom 𝑇, E (𝑆, (𝐴 ↑o 𝐵)))
11		isowe 7352	. . . 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 7333	. . . . . 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 7448	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 CNF 𝐵) ∈ V
18	17	dmex 7912	. . . . . . . 8 ⊢ dom (𝐴 CNF 𝐵) ∈ V
19	8, 18	eqeltri 2825	. . . . . . 7 ⊢ 𝑆 ∈ V
20		exse 5636	. . . . . . 7 ⊢ (𝑆 ∈ V → 𝑇 Se 𝑆)
21	19, 20	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ 𝑇 Se 𝑆
22		eqid 2728	. . . . . . 7 ⊢ OrdIso(𝑇, 𝑆) = OrdIso(𝑇, 𝑆)
23	22	oieu 9557	. . . . . 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 585	. . . . 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 711	. . . 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 2734	. 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 205   ∧ wa 395   = wceq 1534   ∈ wcel 2099  ∀wral 3057  ∃wrex 3066  Vcvv 3470  {copab 5205   E cep 5576   Se wse 5626   We wwe 5627  ^◡ccnv 5672  dom cdm 5673  Ord word 6363  Oncon0 6364  ‘cfv 6543   Isom wiso 6544  (class class class)co 7415   ↑_o coe 8480  OrdIsocoi 9527   CNF ccnf 9679

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2699  ax-rep 5280  ax-sep 5294  ax-nul 5301  ax-pow 5360  ax-pr 5424  ax-un 7735

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2530  df-eu 2559  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2937  df-ral 3058  df-rex 3067  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3429  df-v 3472  df-sbc 3776  df-csb 3891  df-dif 3948  df-un 3950  df-in 3952  df-ss 3962  df-pss 3964  df-nul 4320  df-if 4526  df-pw 4601  df-sn 4626  df-pr 4628  df-op 4632  df-uni 4905  df-int 4946  df-iun 4994  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5227  df-tr 5261  df-id 5571  df-eprel 5577  df-po 5585  df-so 5586  df-fr 5628  df-se 5629  df-we 5630  df-xp 5679  df-rel 5680  df-cnv 5681  df-co 5682  df-dm 5683  df-rn 5684  df-res 5685  df-ima 5686  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7371  df-ov 7418  df-oprab 7419  df-mpo 7420  df-om 7866  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-supp 8161  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8386  df-rdg 8425  df-seqom 8463  df-1o 8481  df-2o 8482  df-oadd 8485  df-omul 8486  df-oexp 8487  df-er 8719  df-map 8841  df-en 8959  df-dom 8960  df-sdom 8961  df-fin 8962  df-fsupp 9381  df-oi 9528  df-cnf 9680

This theorem is referenced by:  cantnffval2  9713  wemapwe  9715