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 44178
Description: Closure law for ordinal multiplication. (Contributed by RP, 14-Jan-2025.)
Assertion
Ref Expression
omcl3g (((𝐴𝐶𝐵𝐶) ∧ (𝐶 ∈ 3o ∨ (𝐶 = (ω ↑o (ω ↑o 𝐷)) ∧ 𝐷 ∈ On))) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 𝐶)

Proof of Theorem omcl3g
StepHypRef Expression
1 eltpi 4649 . . . . 5 (𝐶 ∈ {∅, 1o, 2o} → (𝐶 = ∅ ∨ 𝐶 = 1o𝐶 = 2o))
2 df-3o 8460 . . . . . 6 3o = suc 2o
3 df2o3 8466 . . . . . . . 8 2o = {∅, 1o}
43uneq1i 4111 . . . . . . 7 (2o ∪ {2o}) = ({∅, 1o} ∪ {2o})
5 df-suc 6363 . . . . . . 7 suc 2o = (2o ∪ {2o})
6 df-tp 4589 . . . . . . 7 {∅, 1o, 2o} = ({∅, 1o} ∪ {2o})
74, 5, 63eqtr4i 2793 . . . . . 6 suc 2o = {∅, 1o, 2o}
82, 7eqtri 2783 . . . . 5 3o = {∅, 1o, 2o}
91, 8eleq2s 2878 . . . 4 (𝐶 ∈ 3o → (𝐶 = ∅ ∨ 𝐶 = 1o𝐶 = 2o))
10 orc 881 . . . . . . 7 (𝐶 = ∅ → (𝐶 = ∅ ∨ (𝐶 = (ω ↑o (ω ↑o 𝐶)) ∧ 𝐶 ∈ On)))
11 omcl2 44177 . . . . . . 7 (((𝐴𝐶𝐵𝐶) ∧ (𝐶 = ∅ ∨ (𝐶 = (ω ↑o (ω ↑o 𝐶)) ∧ 𝐶 ∈ On))) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 𝐶)
1210, 11sylan2 605 . . . . . 6 (((𝐴𝐶𝐵𝐶) ∧ 𝐶 = ∅) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 𝐶)
1312ex 418 . . . . 5 ((𝐴𝐶𝐵𝐶) → (𝐶 = ∅ → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 𝐶))
14 el1o 8485 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ 1o𝐴 = ∅)
15 el1o 8485 . . . . . . . . 9 (𝐵 ∈ 1o𝐵 = ∅)
16 oveq12 7423 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 = ∅ ∧ 𝐵 = ∅) → (𝐴 ·o 𝐵) = (∅ ·o ∅))
17 0elon 6413 . . . . . . . . . . . 12 ∅ ∈ On
18 om0 8507 . . . . . . . . . . . 12 (∅ ∈ On → (∅ ·o ∅) = ∅)
1917, 18ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 (∅ ·o ∅) = ∅
20 0lt1o 8494 . . . . . . . . . . 11 ∅ ∈ 1o
2119, 20eqeltri 2856 . . . . . . . . . 10 (∅ ·o ∅) ∈ 1o
2216, 21eqeltrdi 2868 . . . . . . . . 9 ((𝐴 = ∅ ∧ 𝐵 = ∅) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 1o)
2314, 15, 22syl2anb 610 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ 1o𝐵 ∈ 1o) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 1o)
2423a1i 11 . . . . . . 7 (𝐶 = 1o → ((𝐴 ∈ 1o𝐵 ∈ 1o) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 1o))
25 eleq2 2849 . . . . . . . 8 (𝐶 = 1o → (𝐴𝐶𝐴 ∈ 1o))
26 eleq2 2849 . . . . . . . 8 (𝐶 = 1o → (𝐵𝐶𝐵 ∈ 1o))
2725, 26anbi12d 644 . . . . . . 7 (𝐶 = 1o → ((𝐴𝐶𝐵𝐶) ↔ (𝐴 ∈ 1o𝐵 ∈ 1o)))
28 eleq2 2849 . . . . . . 7 (𝐶 = 1o → ((𝐴 ·o 𝐵) ∈ 𝐶 ↔ (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 1o))
2924, 27, 283imtr4d 297 . . . . . 6 (𝐶 = 1o → ((𝐴𝐶𝐵𝐶) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 𝐶))
3029com12 33 . . . . 5 ((𝐴𝐶𝐵𝐶) → (𝐶 = 1o → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 𝐶))
31 elpri 4608 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ {∅, 1o} → (𝐴 = ∅ ∨ 𝐴 = 1o))
3231, 3eleq2s 2878 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ 2o → (𝐴 = ∅ ∨ 𝐴 = 1o))
33 elpri 4608 . . . . . . . . . 10 (𝐵 ∈ {∅, 1o} → (𝐵 = ∅ ∨ 𝐵 = 1o))
3433, 3eleq2s 2878 . . . . . . . . 9 (𝐵 ∈ 2o → (𝐵 = ∅ ∨ 𝐵 = 1o))
35 0ex 5264 . . . . . . . . . . . . 13 ∅ ∈ V
3635prid1 4723 . . . . . . . . . . . 12 ∅ ∈ {∅, 1o}
3736, 19, 33eltr4i 2873 . . . . . . . . . . 11 (∅ ·o ∅) ∈ 2o
3816, 37eqeltrdi 2868 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 = ∅ ∧ 𝐵 = ∅) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 2o)
39 oveq12 7423 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 = 1o𝐵 = ∅) → (𝐴 ·o 𝐵) = (1o ·o ∅))
40 1on 8471 . . . . . . . . . . . . 13 1o ∈ On
41 om0 8507 . . . . . . . . . . . . 13 (1o ∈ On → (1o ·o ∅) = ∅)
4240, 41ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (1o ·o ∅) = ∅
4336, 42, 33eltr4i 2873 . . . . . . . . . . 11 (1o ·o ∅) ∈ 2o
4439, 43eqeltrdi 2868 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 = 1o𝐵 = ∅) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 2o)
45 oveq12 7423 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 = ∅ ∧ 𝐵 = 1o) → (𝐴 ·o 𝐵) = (∅ ·o 1o))
46 om0r 8529 . . . . . . . . . . . . 13 (1o ∈ On → (∅ ·o 1o) = ∅)
4740, 46ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (∅ ·o 1o) = ∅
4836, 47, 33eltr4i 2873 . . . . . . . . . . 11 (∅ ·o 1o) ∈ 2o
4945, 48eqeltrdi 2868 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 = ∅ ∧ 𝐵 = 1o) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 2o)
50 oveq12 7423 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 = 1o𝐵 = 1o) → (𝐴 ·o 𝐵) = (1o ·o 1o))
51 1oelpr 8469 . . . . . . . . . . . 12 1o ∈ {∅, 1o}
52 om1 8532 . . . . . . . . . . . . 13 (1o ∈ On → (1o ·o 1o) = 1o)
5340, 52ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (1o ·o 1o) = 1o
5451, 53, 33eltr4i 2873 . . . . . . . . . . 11 (1o ·o 1o) ∈ 2o
5550, 54eqeltrdi 2868 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 = 1o𝐵 = 1o) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 2o)
5638, 44, 49, 55ccase 1053 . . . . . . . . 9 (((𝐴 = ∅ ∨ 𝐴 = 1o) ∧ (𝐵 = ∅ ∨ 𝐵 = 1o)) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 2o)
5732, 34, 56syl2an 608 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ 2o𝐵 ∈ 2o) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 2o)
5857a1i 11 . . . . . . 7 (𝐶 = 2o → ((𝐴 ∈ 2o𝐵 ∈ 2o) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 2o))
59 eleq2 2849 . . . . . . . 8 (𝐶 = 2o → (𝐴𝐶𝐴 ∈ 2o))
60 eleq2 2849 . . . . . . . 8 (𝐶 = 2o → (𝐵𝐶𝐵 ∈ 2o))
6159, 60anbi12d 644 . . . . . . 7 (𝐶 = 2o → ((𝐴𝐶𝐵𝐶) ↔ (𝐴 ∈ 2o𝐵 ∈ 2o)))
62 eleq2 2849 . . . . . . 7 (𝐶 = 2o → ((𝐴 ·o 𝐵) ∈ 𝐶 ↔ (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 2o))
6358, 61, 623imtr4d 297 . . . . . 6 (𝐶 = 2o → ((𝐴𝐶𝐵𝐶) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 𝐶))
6463com12 33 . . . . 5 ((𝐴𝐶𝐵𝐶) → (𝐶 = 2o → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 𝐶))
6513, 30, 643jaod 1456 . . . 4 ((𝐴𝐶𝐵𝐶) → ((𝐶 = ∅ ∨ 𝐶 = 1o𝐶 = 2o) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 𝐶))
669, 65syl5 35 . . 3 ((𝐴𝐶𝐵𝐶) → (𝐶 ∈ 3o → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 𝐶))
67 olc 882 . . . . 5 ((𝐶 = (ω ↑o (ω ↑o 𝐷)) ∧ 𝐷 ∈ On) → (𝐶 = ∅ ∨ (𝐶 = (ω ↑o (ω ↑o 𝐷)) ∧ 𝐷 ∈ On)))
68 omcl2 44177 . . . . 5 (((𝐴𝐶𝐵𝐶) ∧ (𝐶 = ∅ ∨ (𝐶 = (ω ↑o (ω ↑o 𝐷)) ∧ 𝐷 ∈ On))) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 𝐶)
6967, 68sylan2 605 . . . 4 (((𝐴𝐶𝐵𝐶) ∧ (𝐶 = (ω ↑o (ω ↑o 𝐷)) ∧ 𝐷 ∈ On)) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 𝐶)
7069ex 418 . . 3 ((𝐴𝐶𝐵𝐶) → ((𝐶 = (ω ↑o (ω ↑o 𝐷)) ∧ 𝐷 ∈ On) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 𝐶))
7166, 70jaod 873 . 2 ((𝐴𝐶𝐵𝐶) → ((𝐶 ∈ 3o ∨ (𝐶 = (ω ↑o (ω ↑o 𝐷)) ∧ 𝐷 ∈ On)) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 𝐶))
7271imp 412 1 (((𝐴𝐶𝐵𝐶) ∧ (𝐶 ∈ 3o ∨ (𝐶 = (ω ↑o (ω ↑o 𝐷)) ∧ 𝐷 ∈ On))) → (𝐴 ·o 𝐵) ∈ 𝐶)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 401  wo 861  w3o 1102   = wceq 1570  wcel 2145  cun 3897  c0 4279  {csn 4584  {cpr 4586  {ctp 4588  Oncon0 6357  suc csuc 6359  (class class class)co 7414  ωcom 7863  1oc1o 8451  2oc2o 8452  3oc3o 8453   ·o comu 8456  o coe 8457
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pr 5398  ax-un 7737  ax-inf2 9623
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-ot 4593  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-1o 8458  df-2o 8459  df-3o 8460  df-oadd 8462  df-omul 8463  df-oexp 8464
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator