Theorem ons2ind 28370

Description: Double induction schema for surreal ordinals. (Contributed by Scott Fenton, 22-Feb-2026.)

Hypotheses

Ref	Expression
ons2ind.1	⊢ (𝑥 = 𝑥𝑂 → (𝜑 ↔ 𝜓))
ons2ind.2	⊢ (𝑦 = 𝑦𝑂 → (𝜓 ↔ 𝜒))
ons2ind.3	⊢ (𝑥 = 𝑥𝑂 → (𝜃 ↔ 𝜒))
ons2ind.4	⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝜑 ↔ 𝜏))
ons2ind.5	⊢ (𝑦 = 𝐵 → (𝜏 ↔ 𝜂))
ons2ind.6	⊢ ((𝑥 ∈ Ons ∧ 𝑦 ∈ Ons) → ((∀𝑥𝑂 ∈ Ons ∀𝑦𝑂 ∈ Ons ((𝑥𝑂 <s 𝑥 ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦) → 𝜒) ∧ ∀𝑥𝑂 ∈ Ons (𝑥𝑂 <s 𝑥 → 𝜓) ∧ ∀𝑦𝑂 ∈ Ons (𝑦𝑂 <s 𝑦 → 𝜃)) → 𝜑))

Assertion

Ref	Expression
ons2ind	⊢ ((𝐴 ∈ Ons ∧ 𝐵 ∈ Ons) → 𝜂)

Distinct variable groups:   𝑥,𝑥_𝑂,𝑦,𝑦_𝑂   𝜓,𝑥,𝑦_𝑂   𝜏,𝑥   𝜒,𝑦   𝜂,𝑦   𝜑,𝑥_𝑂   𝜃,𝑥_𝑂   𝑦,𝐵   𝑥,𝐴,𝑦

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦,𝑦_𝑂)   𝜓(𝑦,𝑥_𝑂)   𝜒(𝑥,𝑥_𝑂,𝑦_𝑂)   𝜃(𝑥,𝑦,𝑦_𝑂)   𝜏(𝑦,𝑥_𝑂,𝑦_𝑂)   𝜂(𝑥,𝑥_𝑂,𝑦_𝑂)   𝐴(𝑥_𝑂,𝑦_𝑂)   𝐵(𝑥,𝑥_𝑂,𝑦_𝑂)

Proof of Theorem ons2ind

Step	Hyp	Ref	Expression
1		onswe 28367	. . 3 ⊢ <s We Ons
2		wefr 5639	. . 3 ⊢ ( <s We Ons → <s Fr Ons)
3	1, 2	ax-mp 5	. 2 ⊢ <s Fr Ons
4		weso 5640	. . 3 ⊢ ( <s We Ons → <s Or Ons)
5		sopo 5576	. . 3 ⊢ ( <s Or Ons → <s Po Ons)
6	1, 4, 5	mp2b 10	. 2 ⊢ <s Po Ons
7		onsse 28368	. 2 ⊢ <s Se Ons
8		ons2ind.1	. 2 ⊢ (𝑥 = 𝑥𝑂 → (𝜑 ↔ 𝜓))
9		ons2ind.2	. 2 ⊢ (𝑦 = 𝑦𝑂 → (𝜓 ↔ 𝜒))
10		ons2ind.3	. 2 ⊢ (𝑥 = 𝑥𝑂 → (𝜃 ↔ 𝜒))
11		ons2ind.4	. 2 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝜑 ↔ 𝜏))
12		ons2ind.5	. 2 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (𝜏 ↔ 𝜂))
13		vex 3460	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑥𝑂 ∈ V
14	13	elpred 6307	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ V → (𝑥𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑥) ↔ (𝑥𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑥𝑂 <s 𝑥)))
15	14	elv 3461	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑥) ↔ (𝑥𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑥𝑂 <s 𝑥))
16		vex 3460	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑦𝑂 ∈ V
17	16	elpred 6307	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 ∈ V → (𝑦𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑦) ↔ (𝑦𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦)))
18	17	elv 3461	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑦) ↔ (𝑦𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦))
19	15, 18	anbi12i 637	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑥𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑥) ∧ 𝑦𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑦)) ↔ ((𝑥𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑥𝑂 <s 𝑥) ∧ (𝑦𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦)))
20		an4 666	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑥𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑥𝑂 <s 𝑥) ∧ (𝑦𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦)) ↔ ((𝑥𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑦𝑂 ∈ Ons) ∧ (𝑥𝑂 <s 𝑥 ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦)))
21	19, 20	bitri 277	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑥) ∧ 𝑦𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑦)) ↔ ((𝑥𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑦𝑂 ∈ Ons) ∧ (𝑥𝑂 <s 𝑥 ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦)))
22	21	imbi1i 351	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑥) ∧ 𝑦𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑦)) → 𝜒) ↔ (((𝑥𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑦𝑂 ∈ Ons) ∧ (𝑥𝑂 <s 𝑥 ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦)) → 𝜒))
23		impexp 454	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑥𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑦𝑂 ∈ Ons) ∧ (𝑥𝑂 <s 𝑥 ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦)) → 𝜒) ↔ ((𝑥𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑦𝑂 ∈ Ons) → ((𝑥𝑂 <s 𝑥 ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦) → 𝜒)))
24	22, 23	bitri 277	. . . . . 6 ⊢ (((𝑥𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑥) ∧ 𝑦𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑦)) → 𝜒) ↔ ((𝑥𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑦𝑂 ∈ Ons) → ((𝑥𝑂 <s 𝑥 ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦) → 𝜒)))
25	24	2albii 1842	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥𝑂∀𝑦𝑂((𝑥𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑥) ∧ 𝑦𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑦)) → 𝜒) ↔ ∀𝑥𝑂∀𝑦𝑂((𝑥𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑦𝑂 ∈ Ons) → ((𝑥𝑂 <s 𝑥 ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦) → 𝜒)))
26		r2al 3200	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥𝑂 ∈ Pred ( <s , Ons, 𝑥)∀𝑦𝑂 ∈ Pred ( <s , Ons, 𝑦)𝜒 ↔ ∀𝑥𝑂∀𝑦𝑂((𝑥𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑥) ∧ 𝑦𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑦)) → 𝜒))
27		r2al 3200	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥𝑂 ∈ Ons ∀𝑦𝑂 ∈ Ons ((𝑥𝑂 <s 𝑥 ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦) → 𝜒) ↔ ∀𝑥𝑂∀𝑦𝑂((𝑥𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑦𝑂 ∈ Ons) → ((𝑥𝑂 <s 𝑥 ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦) → 𝜒)))
28	25, 26, 27	3bitr4i 305	. . . 4 ⊢ (∀𝑥𝑂 ∈ Pred ( <s , Ons, 𝑥)∀𝑦𝑂 ∈ Pred ( <s , Ons, 𝑦)𝜒 ↔ ∀𝑥𝑂 ∈ Ons ∀𝑦𝑂 ∈ Ons ((𝑥𝑂 <s 𝑥 ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦) → 𝜒))
29	15	imbi1i 351	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑥) → 𝜓) ↔ ((𝑥𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑥𝑂 <s 𝑥) → 𝜓))
30		impexp 454	. . . . . 6 ⊢ (((𝑥𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑥𝑂 <s 𝑥) → 𝜓) ↔ (𝑥𝑂 ∈ Ons → (𝑥𝑂 <s 𝑥 → 𝜓)))
31	29, 30	bitri 277	. . . . 5 ⊢ ((𝑥𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑥) → 𝜓) ↔ (𝑥𝑂 ∈ Ons → (𝑥𝑂 <s 𝑥 → 𝜓)))
32	31	ralbii2 3106	. . . 4 ⊢ (∀𝑥𝑂 ∈ Pred ( <s , Ons, 𝑥)𝜓 ↔ ∀𝑥𝑂 ∈ Ons (𝑥𝑂 <s 𝑥 → 𝜓))
33	18	imbi1i 351	. . . . . 6 ⊢ ((𝑦𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑦) → 𝜃) ↔ ((𝑦𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦) → 𝜃))
34		impexp 454	. . . . . 6 ⊢ (((𝑦𝑂 ∈ Ons ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦) → 𝜃) ↔ (𝑦𝑂 ∈ Ons → (𝑦𝑂 <s 𝑦 → 𝜃)))
35	33, 34	bitri 277	. . . . 5 ⊢ ((𝑦𝑂 ∈ Pred( <s , Ons, 𝑦) → 𝜃) ↔ (𝑦𝑂 ∈ Ons → (𝑦𝑂 <s 𝑦 → 𝜃)))
36	35	ralbii2 3106	. . . 4 ⊢ (∀𝑦𝑂 ∈ Pred ( <s , Ons, 𝑦)𝜃 ↔ ∀𝑦𝑂 ∈ Ons (𝑦𝑂 <s 𝑦 → 𝜃))
37	28, 32, 36	3anbi123i 1169	. . 3 ⊢ ((∀𝑥𝑂 ∈ Pred ( <s , Ons, 𝑥)∀𝑦𝑂 ∈ Pred ( <s , Ons, 𝑦)𝜒 ∧ ∀𝑥𝑂 ∈ Pred ( <s , Ons, 𝑥)𝜓 ∧ ∀𝑦𝑂 ∈ Pred ( <s , Ons, 𝑦)𝜃) ↔ (∀𝑥𝑂 ∈ Ons ∀𝑦𝑂 ∈ Ons ((𝑥𝑂 <s 𝑥 ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦) → 𝜒) ∧ ∀𝑥𝑂 ∈ Ons (𝑥𝑂 <s 𝑥 → 𝜓) ∧ ∀𝑦𝑂 ∈ Ons (𝑦𝑂 <s 𝑦 → 𝜃)))
38		ons2ind.6	. . 3 ⊢ ((𝑥 ∈ Ons ∧ 𝑦 ∈ Ons) → ((∀𝑥𝑂 ∈ Ons ∀𝑦𝑂 ∈ Ons ((𝑥𝑂 <s 𝑥 ∧ 𝑦𝑂 <s 𝑦) → 𝜒) ∧ ∀𝑥𝑂 ∈ Ons (𝑥𝑂 <s 𝑥 → 𝜓) ∧ ∀𝑦𝑂 ∈ Ons (𝑦𝑂 <s 𝑦 → 𝜃)) → 𝜑))
39	37, 38	biimtrid 244	. 2 ⊢ ((𝑥 ∈ Ons ∧ 𝑦 ∈ Ons) → ((∀𝑥𝑂 ∈ Pred ( <s , Ons, 𝑥)∀𝑦𝑂 ∈ Pred ( <s , Ons, 𝑦)𝜒 ∧ ∀𝑥𝑂 ∈ Pred ( <s , Ons, 𝑥)𝜓 ∧ ∀𝑦𝑂 ∈ Pred ( <s , Ons, 𝑦)𝜃) → 𝜑))
40	3, 6, 7, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 39	xpord2ind 8130	1 ⊢ ((𝐴 ∈ Ons ∧ 𝐵 ∈ Ons) → 𝜂)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 399   ∧ w3a 1099  ∀wal 1560   = wceq 1562   ∈ wcel 2144  ∀wral 3078  Vcvv 3456   class class class wbr 5102   Po wpo 5555   Or wor 5556   Fr wfr 5599   We wwe 5601  Predcpred 6289   <s clts 27707  On_scons 28346

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1817  ax-4 1831  ax-5 1932  ax-6 1989  ax-7 2030  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2214  ax-ext 2736  ax-rep 5229  ax-sep 5248  ax-nul 5258  ax-pow 5324  ax-pr 5392  ax-un 7720

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1100  df-3an 1101  df-tru 1565  df-fal 1575  df-ex 1802  df-nf 1806  df-sb 2093  df-mo 2568  df-eu 2598  df-clab 2743  df-cleq 2756  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3458  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4288  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5544  df-eprel 5549  df-po 5557  df-so 5558  df-fr 5602  df-se 5603  df-we 5604  df-xp 5655  df-rel 5656  df-cnv 5657  df-co 5658  df-dm 5659  df-rn 5660  df-res 5661  df-ima 5662  df-pred 6290  df-ord 6351  df-on 6352  df-suc 6354  df-iota 6479  df-fun 6525  df-fn 6526  df-f 6527  df-f1 6528  df-fo 6529  df-f1o 6530  df-fv 6531  df-isom 6532  df-riota 7355  df-ov 7401  df-oprab 7402  df-mpo 7403  df-1st 7972  df-2nd 7973  df-frecs 8264  df-wrecs 8295  df-recs 8344  df-1o 8439  df-2o 8440  df-no 27709  df-lts 27710  df-bday 27711  df-les 27811  df-slts 27853  df-cuts 27855  df-made 27922  df-old 27923  df-left 27925  df-right 27926  df-ons 28347

This theorem is referenced by:  addonbday  28374