Users' Mathboxes Mathbox for Richard Penner < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  omcl3g Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem omcl3g 42084
Description: Closure law for ordinal multiplication. (Contributed by RP, 14-Jan-2025.)
Assertion
Ref Expression
omcl3g (((๐ด โˆˆ ๐ถ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ถ) โˆง (๐ถ โˆˆ 3o โˆจ (๐ถ = (ฯ‰ โ†‘o (ฯ‰ โ†‘o ๐ท)) โˆง ๐ท โˆˆ On))) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ ๐ถ)

Proof of Theorem omcl3g
StepHypRef Expression
1 eltpi 4692 . . . . 5 (๐ถ โˆˆ {โˆ…, 1o, 2o} โ†’ (๐ถ = โˆ… โˆจ ๐ถ = 1o โˆจ ๐ถ = 2o))
2 df-3o 8468 . . . . . 6 3o = suc 2o
3 df2o3 8474 . . . . . . . 8 2o = {โˆ…, 1o}
43uneq1i 4160 . . . . . . 7 (2o โˆช {2o}) = ({โˆ…, 1o} โˆช {2o})
5 df-suc 6371 . . . . . . 7 suc 2o = (2o โˆช {2o})
6 df-tp 4634 . . . . . . 7 {โˆ…, 1o, 2o} = ({โˆ…, 1o} โˆช {2o})
74, 5, 63eqtr4i 2771 . . . . . 6 suc 2o = {โˆ…, 1o, 2o}
82, 7eqtri 2761 . . . . 5 3o = {โˆ…, 1o, 2o}
91, 8eleq2s 2852 . . . 4 (๐ถ โˆˆ 3o โ†’ (๐ถ = โˆ… โˆจ ๐ถ = 1o โˆจ ๐ถ = 2o))
10 orc 866 . . . . . . 7 (๐ถ = โˆ… โ†’ (๐ถ = โˆ… โˆจ (๐ถ = (ฯ‰ โ†‘o (ฯ‰ โ†‘o ๐ถ)) โˆง ๐ถ โˆˆ On)))
11 omcl2 42083 . . . . . . 7 (((๐ด โˆˆ ๐ถ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ถ) โˆง (๐ถ = โˆ… โˆจ (๐ถ = (ฯ‰ โ†‘o (ฯ‰ โ†‘o ๐ถ)) โˆง ๐ถ โˆˆ On))) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ ๐ถ)
1210, 11sylan2 594 . . . . . 6 (((๐ด โˆˆ ๐ถ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ถ) โˆง ๐ถ = โˆ…) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ ๐ถ)
1312ex 414 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ ๐ถ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ถ) โ†’ (๐ถ = โˆ… โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ ๐ถ))
14 el1o 8495 . . . . . . . . 9 (๐ด โˆˆ 1o โ†” ๐ด = โˆ…)
15 el1o 8495 . . . . . . . . 9 (๐ต โˆˆ 1o โ†” ๐ต = โˆ…)
16 oveq12 7418 . . . . . . . . . 10 ((๐ด = โˆ… โˆง ๐ต = โˆ…) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) = (โˆ… ยทo โˆ…))
17 0elon 6419 . . . . . . . . . . . 12 โˆ… โˆˆ On
18 om0 8517 . . . . . . . . . . . 12 (โˆ… โˆˆ On โ†’ (โˆ… ยทo โˆ…) = โˆ…)
1917, 18ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 (โˆ… ยทo โˆ…) = โˆ…
20 0lt1o 8504 . . . . . . . . . . 11 โˆ… โˆˆ 1o
2119, 20eqeltri 2830 . . . . . . . . . 10 (โˆ… ยทo โˆ…) โˆˆ 1o
2216, 21eqeltrdi 2842 . . . . . . . . 9 ((๐ด = โˆ… โˆง ๐ต = โˆ…) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ 1o)
2314, 15, 22syl2anb 599 . . . . . . . 8 ((๐ด โˆˆ 1o โˆง ๐ต โˆˆ 1o) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ 1o)
2423a1i 11 . . . . . . 7 (๐ถ = 1o โ†’ ((๐ด โˆˆ 1o โˆง ๐ต โˆˆ 1o) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ 1o))
25 eleq2 2823 . . . . . . . 8 (๐ถ = 1o โ†’ (๐ด โˆˆ ๐ถ โ†” ๐ด โˆˆ 1o))
26 eleq2 2823 . . . . . . . 8 (๐ถ = 1o โ†’ (๐ต โˆˆ ๐ถ โ†” ๐ต โˆˆ 1o))
2725, 26anbi12d 632 . . . . . . 7 (๐ถ = 1o โ†’ ((๐ด โˆˆ ๐ถ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ถ) โ†” (๐ด โˆˆ 1o โˆง ๐ต โˆˆ 1o)))
28 eleq2 2823 . . . . . . 7 (๐ถ = 1o โ†’ ((๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ ๐ถ โ†” (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ 1o))
2924, 27, 283imtr4d 294 . . . . . 6 (๐ถ = 1o โ†’ ((๐ด โˆˆ ๐ถ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ถ) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ ๐ถ))
3029com12 32 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ ๐ถ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ถ) โ†’ (๐ถ = 1o โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ ๐ถ))
31 elpri 4651 . . . . . . . . . 10 (๐ด โˆˆ {โˆ…, 1o} โ†’ (๐ด = โˆ… โˆจ ๐ด = 1o))
3231, 3eleq2s 2852 . . . . . . . . 9 (๐ด โˆˆ 2o โ†’ (๐ด = โˆ… โˆจ ๐ด = 1o))
33 elpri 4651 . . . . . . . . . 10 (๐ต โˆˆ {โˆ…, 1o} โ†’ (๐ต = โˆ… โˆจ ๐ต = 1o))
3433, 3eleq2s 2852 . . . . . . . . 9 (๐ต โˆˆ 2o โ†’ (๐ต = โˆ… โˆจ ๐ต = 1o))
35 0ex 5308 . . . . . . . . . . . . 13 โˆ… โˆˆ V
3635prid1 4767 . . . . . . . . . . . 12 โˆ… โˆˆ {โˆ…, 1o}
3736, 19, 33eltr4i 2847 . . . . . . . . . . 11 (โˆ… ยทo โˆ…) โˆˆ 2o
3816, 37eqeltrdi 2842 . . . . . . . . . 10 ((๐ด = โˆ… โˆง ๐ต = โˆ…) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ 2o)
39 oveq12 7418 . . . . . . . . . . 11 ((๐ด = 1o โˆง ๐ต = โˆ…) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) = (1o ยทo โˆ…))
40 1on 8478 . . . . . . . . . . . . 13 1o โˆˆ On
41 om0 8517 . . . . . . . . . . . . 13 (1o โˆˆ On โ†’ (1o ยทo โˆ…) = โˆ…)
4240, 41ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (1o ยทo โˆ…) = โˆ…
4336, 42, 33eltr4i 2847 . . . . . . . . . . 11 (1o ยทo โˆ…) โˆˆ 2o
4439, 43eqeltrdi 2842 . . . . . . . . . 10 ((๐ด = 1o โˆง ๐ต = โˆ…) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ 2o)
45 oveq12 7418 . . . . . . . . . . 11 ((๐ด = โˆ… โˆง ๐ต = 1o) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) = (โˆ… ยทo 1o))
46 om0r 8539 . . . . . . . . . . . . 13 (1o โˆˆ On โ†’ (โˆ… ยทo 1o) = โˆ…)
4740, 46ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (โˆ… ยทo 1o) = โˆ…
4836, 47, 33eltr4i 2847 . . . . . . . . . . 11 (โˆ… ยทo 1o) โˆˆ 2o
4945, 48eqeltrdi 2842 . . . . . . . . . 10 ((๐ด = โˆ… โˆง ๐ต = 1o) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ 2o)
50 oveq12 7418 . . . . . . . . . . 11 ((๐ด = 1o โˆง ๐ต = 1o) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) = (1o ยทo 1o))
51 1oex 8476 . . . . . . . . . . . . 13 1o โˆˆ V
5251prid2 4768 . . . . . . . . . . . 12 1o โˆˆ {โˆ…, 1o}
53 om1 8542 . . . . . . . . . . . . 13 (1o โˆˆ On โ†’ (1o ยทo 1o) = 1o)
5440, 53ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (1o ยทo 1o) = 1o
5552, 54, 33eltr4i 2847 . . . . . . . . . . 11 (1o ยทo 1o) โˆˆ 2o
5650, 55eqeltrdi 2842 . . . . . . . . . 10 ((๐ด = 1o โˆง ๐ต = 1o) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ 2o)
5738, 44, 49, 56ccase 1037 . . . . . . . . 9 (((๐ด = โˆ… โˆจ ๐ด = 1o) โˆง (๐ต = โˆ… โˆจ ๐ต = 1o)) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ 2o)
5832, 34, 57syl2an 597 . . . . . . . 8 ((๐ด โˆˆ 2o โˆง ๐ต โˆˆ 2o) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ 2o)
5958a1i 11 . . . . . . 7 (๐ถ = 2o โ†’ ((๐ด โˆˆ 2o โˆง ๐ต โˆˆ 2o) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ 2o))
60 eleq2 2823 . . . . . . . 8 (๐ถ = 2o โ†’ (๐ด โˆˆ ๐ถ โ†” ๐ด โˆˆ 2o))
61 eleq2 2823 . . . . . . . 8 (๐ถ = 2o โ†’ (๐ต โˆˆ ๐ถ โ†” ๐ต โˆˆ 2o))
6260, 61anbi12d 632 . . . . . . 7 (๐ถ = 2o โ†’ ((๐ด โˆˆ ๐ถ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ถ) โ†” (๐ด โˆˆ 2o โˆง ๐ต โˆˆ 2o)))
63 eleq2 2823 . . . . . . 7 (๐ถ = 2o โ†’ ((๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ ๐ถ โ†” (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ 2o))
6459, 62, 633imtr4d 294 . . . . . 6 (๐ถ = 2o โ†’ ((๐ด โˆˆ ๐ถ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ถ) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ ๐ถ))
6564com12 32 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ ๐ถ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ถ) โ†’ (๐ถ = 2o โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ ๐ถ))
6613, 30, 653jaod 1429 . . . 4 ((๐ด โˆˆ ๐ถ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ถ) โ†’ ((๐ถ = โˆ… โˆจ ๐ถ = 1o โˆจ ๐ถ = 2o) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ ๐ถ))
679, 66syl5 34 . . 3 ((๐ด โˆˆ ๐ถ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ถ) โ†’ (๐ถ โˆˆ 3o โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ ๐ถ))
68 olc 867 . . . . 5 ((๐ถ = (ฯ‰ โ†‘o (ฯ‰ โ†‘o ๐ท)) โˆง ๐ท โˆˆ On) โ†’ (๐ถ = โˆ… โˆจ (๐ถ = (ฯ‰ โ†‘o (ฯ‰ โ†‘o ๐ท)) โˆง ๐ท โˆˆ On)))
69 omcl2 42083 . . . . 5 (((๐ด โˆˆ ๐ถ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ถ) โˆง (๐ถ = โˆ… โˆจ (๐ถ = (ฯ‰ โ†‘o (ฯ‰ โ†‘o ๐ท)) โˆง ๐ท โˆˆ On))) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ ๐ถ)
7068, 69sylan2 594 . . . 4 (((๐ด โˆˆ ๐ถ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ถ) โˆง (๐ถ = (ฯ‰ โ†‘o (ฯ‰ โ†‘o ๐ท)) โˆง ๐ท โˆˆ On)) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ ๐ถ)
7170ex 414 . . 3 ((๐ด โˆˆ ๐ถ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ถ) โ†’ ((๐ถ = (ฯ‰ โ†‘o (ฯ‰ โ†‘o ๐ท)) โˆง ๐ท โˆˆ On) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ ๐ถ))
7267, 71jaod 858 . 2 ((๐ด โˆˆ ๐ถ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ถ) โ†’ ((๐ถ โˆˆ 3o โˆจ (๐ถ = (ฯ‰ โ†‘o (ฯ‰ โ†‘o ๐ท)) โˆง ๐ท โˆˆ On)) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ ๐ถ))
7372imp 408 1 (((๐ด โˆˆ ๐ถ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ถ) โˆง (๐ถ โˆˆ 3o โˆจ (๐ถ = (ฯ‰ โ†‘o (ฯ‰ โ†‘o ๐ท)) โˆง ๐ท โˆˆ On))) โ†’ (๐ด ยทo ๐ต) โˆˆ ๐ถ)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 397   โˆจ wo 846   โˆจ w3o 1087   = wceq 1542   โˆˆ wcel 2107   โˆช cun 3947  โˆ…c0 4323  {csn 4629  {cpr 4631  {ctp 4633  Oncon0 6365  suc csuc 6367  (class class class)co 7409  ฯ‰com 7855  1oc1o 8459  2oc2o 8460  3oc3o 8461   ยทo comu 8464   โ†‘o coe 8465
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 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-reg 9587  ax-inf2 9636
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-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-tp 4634  df-op 4636  df-ot 4638  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-1o 8466  df-2o 8467  df-3o 8468  df-oadd 8470  df-omul 8471  df-oexp 8472
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator