Theorem oeordsuc 8596

Description: Ordering property of ordinal exponentiation with a successor exponent. Corollary 8.36 of [TakeutiZaring] p. 68. (Contributed by NM, 7-Jan-2005.)

Assertion

Ref	Expression
oeordsuc	⊢ ((𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ∈ 𝐵 → (𝐴 ↑o suc 𝐶) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶)))

Proof of Theorem oeordsuc

Step	Hyp	Ref	Expression
1		onelon 6388	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ On ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → 𝐴 ∈ On)
2	1	ex 411	. . 3 ⊢ (𝐵 ∈ On → (𝐴 ∈ 𝐵 → 𝐴 ∈ On))
3	2	adantr 479	. 2 ⊢ ((𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ∈ 𝐵 → 𝐴 ∈ On))
4		oewordri 8594	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ∈ 𝐵 → (𝐴 ↑o 𝐶) ⊆ (𝐵 ↑o 𝐶)))
5	4	3adant1 1128	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ∈ 𝐵 → (𝐴 ↑o 𝐶) ⊆ (𝐵 ↑o 𝐶)))
6		oecl 8539	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ↑o 𝐶) ∈ On)
7	6	3adant2 1129	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ↑o 𝐶) ∈ On)
8		oecl 8539	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐵 ↑o 𝐶) ∈ On)
9	8	3adant1 1128	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐵 ↑o 𝐶) ∈ On)
10		simp1 1134	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → 𝐴 ∈ On)
11		omwordri 8574	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ↑o 𝐶) ∈ On ∧ (𝐵 ↑o 𝐶) ∈ On ∧ 𝐴 ∈ On) → ((𝐴 ↑o 𝐶) ⊆ (𝐵 ↑o 𝐶) → ((𝐴 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ⊆ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴)))
12	7, 9, 10, 11	syl3anc 1369	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → ((𝐴 ↑o 𝐶) ⊆ (𝐵 ↑o 𝐶) → ((𝐴 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ⊆ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴)))
13	5, 12	syld 47	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ∈ 𝐵 → ((𝐴 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ⊆ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴)))
14		oesuc 8529	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ↑o suc 𝐶) = ((𝐴 ↑o 𝐶) ·o 𝐴))
15	14	3adant2 1129	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ↑o suc 𝐶) = ((𝐴 ↑o 𝐶) ·o 𝐴))
16	15	sseq1d 4012	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → ((𝐴 ↑o suc 𝐶) ⊆ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ↔ ((𝐴 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ⊆ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴)))
17	13, 16	sylibrd 258	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ∈ 𝐵 → (𝐴 ↑o suc 𝐶) ⊆ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴)))
18		ne0i 4333	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐴 ∈ 𝐵 → 𝐵 ≠ ∅)
19		on0eln0 6419	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐵 ∈ On → (∅ ∈ 𝐵 ↔ 𝐵 ≠ ∅))
20	18, 19	imbitrrid 245	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐵 ∈ On → (𝐴 ∈ 𝐵 → ∅ ∈ 𝐵))
21	20	adantr 479	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ∈ 𝐵 → ∅ ∈ 𝐵))
22		oen0 8588	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) ∧ ∅ ∈ 𝐵) → ∅ ∈ (𝐵 ↑o 𝐶))
23	22	ex 411	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (∅ ∈ 𝐵 → ∅ ∈ (𝐵 ↑o 𝐶)))
24	21, 23	syld 47	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ∈ 𝐵 → ∅ ∈ (𝐵 ↑o 𝐶)))
25		omordi 8568	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐵 ∈ On ∧ (𝐵 ↑o 𝐶) ∈ On) ∧ ∅ ∈ (𝐵 ↑o 𝐶)) → (𝐴 ∈ 𝐵 → ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∈ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐵)))
26	8, 25	syldanl 600	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) ∧ ∅ ∈ (𝐵 ↑o 𝐶)) → (𝐴 ∈ 𝐵 → ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∈ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐵)))
27	26	ex 411	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (∅ ∈ (𝐵 ↑o 𝐶) → (𝐴 ∈ 𝐵 → ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∈ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐵))))
28	27	com23 86	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ∈ 𝐵 → (∅ ∈ (𝐵 ↑o 𝐶) → ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∈ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐵))))
29	24, 28	mpdd 43	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ∈ 𝐵 → ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∈ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐵)))
30	29	3adant1 1128	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ∈ 𝐵 → ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∈ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐵)))
31		oesuc 8529	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐵 ↑o suc 𝐶) = ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐵))
32	31	3adant1 1128	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐵 ↑o suc 𝐶) = ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐵))
33	32	eleq2d 2817	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶) ↔ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∈ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐵)))
34	30, 33	sylibrd 258	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ∈ 𝐵 → ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶)))
35	17, 34	jcad 511	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ∈ 𝐵 → ((𝐴 ↑o suc 𝐶) ⊆ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∧ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶))))
36	35	3expa 1116	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ∈ 𝐵 → ((𝐴 ↑o suc 𝐶) ⊆ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∧ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶))))
37		onsucb 7807	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 ∈ On ↔ suc 𝐶 ∈ On)
38		oecl 8539	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ suc 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ↑o suc 𝐶) ∈ On)
39		oecl 8539	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐵 ∈ On ∧ suc 𝐶 ∈ On) → (𝐵 ↑o suc 𝐶) ∈ On)
40		ontr2 6410	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ↑o suc 𝐶) ∈ On ∧ (𝐵 ↑o suc 𝐶) ∈ On) → (((𝐴 ↑o suc 𝐶) ⊆ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∧ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶)) → (𝐴 ↑o suc 𝐶) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶)))
41	38, 39, 40	syl2an 594	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ On ∧ suc 𝐶 ∈ On) ∧ (𝐵 ∈ On ∧ suc 𝐶 ∈ On)) → (((𝐴 ↑o suc 𝐶) ⊆ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∧ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶)) → (𝐴 ↑o suc 𝐶) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶)))
42	41	anandirs 675	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ suc 𝐶 ∈ On) → (((𝐴 ↑o suc 𝐶) ⊆ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∧ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶)) → (𝐴 ↑o suc 𝐶) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶)))
43	37, 42	sylan2b 592	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝐶 ∈ On) → (((𝐴 ↑o suc 𝐶) ⊆ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∧ ((𝐵 ↑o 𝐶) ·o 𝐴) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶)) → (𝐴 ↑o suc 𝐶) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶)))
44	36, 43	syld 47	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ∈ 𝐵 → (𝐴 ↑o suc 𝐶) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶)))
45	44	exp31 418	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ On → (𝐵 ∈ On → (𝐶 ∈ On → (𝐴 ∈ 𝐵 → (𝐴 ↑o suc 𝐶) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶)))))
46	45	com4l 92	. . 3 ⊢ (𝐵 ∈ On → (𝐶 ∈ On → (𝐴 ∈ 𝐵 → (𝐴 ∈ On → (𝐴 ↑o suc 𝐶) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶)))))
47	46	imp 405	. 2 ⊢ ((𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ∈ 𝐵 → (𝐴 ∈ On → (𝐴 ↑o suc 𝐶) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶))))
48	3, 47	mpdd 43	1 ⊢ ((𝐵 ∈ On ∧ 𝐶 ∈ On) → (𝐴 ∈ 𝐵 → (𝐴 ↑o suc 𝐶) ∈ (𝐵 ↑o suc 𝐶)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 394   ∧ w3a 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2104   ≠ wne 2938   ⊆ wss 3947  ∅c0 4321  Oncon0 6363  suc csuc 6365  (class class class)co 7411   ·_o comu 8466   ↑_o coe 8467

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 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2701  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pr 5426  ax-un 7727

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2532  df-eu 2561  df-clab 2708  df-cleq 2722  df-clel 2808  df-nfc 2883  df-ne 2939  df-ral 3060  df-rex 3069  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3474  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 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7858  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-1o 8468  df-oadd 8472  df-omul 8473  df-oexp 8474

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