Theorem nnaordex 6100

Description: Equivalence for ordering. Compare Exercise 23 of [Enderton] p. 88. (Contributed by NM, 5-Dec-1995.) (Revised by Mario Carneiro, 15-Nov-2014.)

Assertion

Ref	Expression
nnaordex	|- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A e. B <-> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = B ) ) )

Distinct variable groups:   x, A   x, B

Proof of Theorem nnaordex

Dummy variables b y z are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eleq2 2101	. . . . . 6 |- ( b = B -> ( A e. b <-> A e. B ) )
2		eqeq2 2049	. . . . . . . 8 |- ( b = B -> ( ( A +o x ) = b <-> ( A +o x ) = B ) )
3	2	anbi2d 437	. . . . . . 7 |- ( b = B -> ( ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = b ) <-> ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = B ) ) )
4	3	rexbidv 2327	. . . . . 6 |- ( b = B -> ( E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = b ) <-> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = B ) ) )
5	1, 4	imbi12d 223	. . . . 5 |- ( b = B -> ( ( A e. b -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = b ) ) <-> ( A e. B -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = B ) ) ) )
6	5	imbi2d 219	. . . 4 |- ( b = B -> ( ( A e. om -> ( A e. b -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = b ) ) ) <-> ( A e. om -> ( A e. B -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = B ) ) ) ) )
7		eleq2 2101	. . . . . 6 |- ( b = (/) -> ( A e. b <-> A e. (/) ) )
8		eqeq2 2049	. . . . . . . 8 |- ( b = (/) -> ( ( A +o x ) = b <-> ( A +o x ) = (/) ) )
9	8	anbi2d 437	. . . . . . 7 |- ( b = (/) -> ( ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = b ) <-> ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = (/) ) ) )
10	9	rexbidv 2327	. . . . . 6 |- ( b = (/) -> ( E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = b ) <-> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = (/) ) ) )
11	7, 10	imbi12d 223	. . . . 5 |- ( b = (/) -> ( ( A e. b -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = b ) ) <-> ( A e. (/) -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = (/) ) ) ) )
12		eleq2 2101	. . . . . 6 |- ( b = y -> ( A e. b <-> A e. y ) )
13		eqeq2 2049	. . . . . . . 8 |- ( b = y -> ( ( A +o x ) = b <-> ( A +o x ) = y ) )
14	13	anbi2d 437	. . . . . . 7 |- ( b = y -> ( ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = b ) <-> ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) ) )
15	14	rexbidv 2327	. . . . . 6 |- ( b = y -> ( E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = b ) <-> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) ) )
16	12, 15	imbi12d 223	. . . . 5 |- ( b = y -> ( ( A e. b -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = b ) ) <-> ( A e. y -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) ) ) )
17		eleq2 2101	. . . . . 6 |- ( b = suc y -> ( A e. b <-> A e. suc y ) )
18		eqeq2 2049	. . . . . . . 8 |- ( b = suc y -> ( ( A +o x ) = b <-> ( A +o x ) = suc y ) )
19	18	anbi2d 437	. . . . . . 7 |- ( b = suc y -> ( ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = b ) <-> ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = suc y ) ) )
20	19	rexbidv 2327	. . . . . 6 |- ( b = suc y -> ( E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = b ) <-> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = suc y ) ) )
21	17, 20	imbi12d 223	. . . . 5 |- ( b = suc y -> ( ( A e. b -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = b ) ) <-> ( A e. suc y -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = suc y ) ) ) )
22		noel 3228	. . . . . . 7 |- -. A e. (/)
23	22	pm2.21i 575	. . . . . 6 |- ( A e. (/) -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = (/) ) )
24	23	a1i 9	. . . . 5 |- ( A e. om -> ( A e. (/) -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = (/) ) ) )
25		elsuci 4140	. . . . . . 7 |- ( A e. suc y -> ( A e. y \/ A = y ) )
26		simpr 103	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( y e. om /\ A e. om ) /\ ( A e. y -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) ) ) -> ( A e. y -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) ) )
27		peano2 4318	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( x e. om -> suc x e. om )
28	27	ad2antlr 458	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( A e. om /\ x e. om ) /\ ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) ) -> suc x e. om )
29		elelsuc 4146	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( (/) e. x -> (/) e. suc x )
30	29	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( A e. om /\ x e. om ) -> ( (/) e. x -> (/) e. suc x ) )
31		nnasuc 6055	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( ( A e. om /\ x e. om ) -> ( A +o suc x ) = suc ( A +o x ) )
32		suceq 4139	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( ( A +o x ) = y -> suc ( A +o x ) = suc y )
33	31, 32	sylan9eq 2092	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( A e. om /\ x e. om ) /\ ( A +o x ) = y ) -> ( A +o suc x ) = suc y )
34	33	ex 108	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( A e. om /\ x e. om ) -> ( ( A +o x ) = y -> ( A +o suc x ) = suc y ) )
35	30, 34	anim12d 318	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( A e. om /\ x e. om ) -> ( ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) -> ( (/) e. suc x /\ ( A +o suc x ) = suc y ) ) )
36	35	imp 115	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( A e. om /\ x e. om ) /\ ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) ) -> ( (/) e. suc x /\ ( A +o suc x ) = suc y ) )
37		eleq2 2101	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( z = suc x -> ( (/) e. z <-> (/) e. suc x ) )
38		oveq2 5520	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( z = suc x -> ( A +o z ) = ( A +o suc x ) )
39	38	eqeq1d 2048	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( z = suc x -> ( ( A +o z ) = suc y <-> ( A +o suc x ) = suc y ) )
40	37, 39	anbi12d 442	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( z = suc x -> ( ( (/) e. z /\ ( A +o z ) = suc y ) <-> ( (/) e. suc x /\ ( A +o suc x ) = suc y ) ) )
41	40	rspcev 2656	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( suc x e. om /\ ( (/) e. suc x /\ ( A +o suc x ) = suc y ) ) -> E. z e. om ( (/) e. z /\ ( A +o z ) = suc y ) )
42	28, 36, 41	syl2anc 391	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( A e. om /\ x e. om ) /\ ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) ) -> E. z e. om ( (/) e. z /\ ( A +o z ) = suc y ) )
43	42	ex 108	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( A e. om /\ x e. om ) -> ( ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) -> E. z e. om ( (/) e. z /\ ( A +o z ) = suc y ) ) )
44	43	rexlimdva 2433	. . . . . . . . . . 11 |- ( A e. om -> ( E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) -> E. z e. om ( (/) e. z /\ ( A +o z ) = suc y ) ) )
45		eleq2 2101	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( z = x -> ( (/) e. z <-> (/) e. x ) )
46		oveq2 5520	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( z = x -> ( A +o z ) = ( A +o x ) )
47	46	eqeq1d 2048	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( z = x -> ( ( A +o z ) = suc y <-> ( A +o x ) = suc y ) )
48	45, 47	anbi12d 442	. . . . . . . . . . . 12 |- ( z = x -> ( ( (/) e. z /\ ( A +o z ) = suc y ) <-> ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = suc y ) ) )
49	48	cbvrexv 2534	. . . . . . . . . . 11 |- ( E. z e. om ( (/) e. z /\ ( A +o z ) = suc y ) <-> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = suc y ) )
50	44, 49	syl6ib 150	. . . . . . . . . 10 |- ( A e. om -> ( E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = suc y ) ) )
51	50	ad2antlr 458	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( y e. om /\ A e. om ) /\ ( A e. y -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) ) ) -> ( E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = suc y ) ) )
52	26, 51	syld 40	. . . . . . . 8 |- ( ( ( y e. om /\ A e. om ) /\ ( A e. y -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) ) ) -> ( A e. y -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = suc y ) ) )
53		0lt1o 6023	. . . . . . . . . . . 12 |- (/) e. 1o
54	53	a1i 9	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( A e. om /\ A = y ) -> (/) e. 1o )
55		nnon 4332	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( A e. om -> A e. On )
56		oa1suc 6047	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( A e. On -> ( A +o 1o ) = suc A )
57	55, 56	syl 14	. . . . . . . . . . . 12 |- ( A e. om -> ( A +o 1o ) = suc A )
58		suceq 4139	. . . . . . . . . . . 12 |- ( A = y -> suc A = suc y )
59	57, 58	sylan9eq 2092	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( A e. om /\ A = y ) -> ( A +o 1o ) = suc y )
60		1onn 6093	. . . . . . . . . . . 12 |- 1o e. om
61		eleq2 2101	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( x = 1o -> ( (/) e. x <-> (/) e. 1o ) )
62		oveq2 5520	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( x = 1o -> ( A +o x ) = ( A +o 1o ) )
63	62	eqeq1d 2048	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( x = 1o -> ( ( A +o x ) = suc y <-> ( A +o 1o ) = suc y ) )
64	61, 63	anbi12d 442	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( x = 1o -> ( ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = suc y ) <-> ( (/) e. 1o /\ ( A +o 1o ) = suc y ) ) )
65	64	rspcev 2656	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( 1o e. om /\ ( (/) e. 1o /\ ( A +o 1o ) = suc y ) ) -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = suc y ) )
66	60, 65	mpan 400	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( (/) e. 1o /\ ( A +o 1o ) = suc y ) -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = suc y ) )
67	54, 59, 66	syl2anc 391	. . . . . . . . . 10 |- ( ( A e. om /\ A = y ) -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = suc y ) )
68	67	ex 108	. . . . . . . . 9 |- ( A e. om -> ( A = y -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = suc y ) ) )
69	68	ad2antlr 458	. . . . . . . 8 |- ( ( ( y e. om /\ A e. om ) /\ ( A e. y -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) ) ) -> ( A = y -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = suc y ) ) )
70	52, 69	jaod 637	. . . . . . 7 |- ( ( ( y e. om /\ A e. om ) /\ ( A e. y -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) ) ) -> ( ( A e. y \/ A = y ) -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = suc y ) ) )
71	25, 70	syl5 28	. . . . . 6 |- ( ( ( y e. om /\ A e. om ) /\ ( A e. y -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) ) ) -> ( A e. suc y -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = suc y ) ) )
72	71	exp31 346	. . . . 5 |- ( y e. om -> ( A e. om -> ( ( A e. y -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = y ) ) -> ( A e. suc y -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = suc y ) ) ) ) )
73	11, 16, 21, 24, 72	finds2 4324	. . . 4 |- ( b e. om -> ( A e. om -> ( A e. b -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = b ) ) ) )
74	6, 73	vtoclga 2619	. . 3 |- ( B e. om -> ( A e. om -> ( A e. B -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = B ) ) ) )
75	74	impcom 116	. 2 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A e. B -> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = B ) ) )
76		peano1 4317	. . . . . . . . 9 |- (/) e. om
77		nnaord 6082	. . . . . . . . 9 |- ( ( (/) e. om /\ x e. om /\ A e. om ) -> ( (/) e. x <-> ( A +o (/) ) e. ( A +o x ) ) )
78	76, 77	mp3an1 1219	. . . . . . . 8 |- ( ( x e. om /\ A e. om ) -> ( (/) e. x <-> ( A +o (/) ) e. ( A +o x ) ) )
79	78	ancoms 255	. . . . . . 7 |- ( ( A e. om /\ x e. om ) -> ( (/) e. x <-> ( A +o (/) ) e. ( A +o x ) ) )
80		nna0 6053	. . . . . . . . 9 |- ( A e. om -> ( A +o (/) ) = A )
81	80	adantr 261	. . . . . . . 8 |- ( ( A e. om /\ x e. om ) -> ( A +o (/) ) = A )
82	81	eleq1d 2106	. . . . . . 7 |- ( ( A e. om /\ x e. om ) -> ( ( A +o (/) ) e. ( A +o x ) <-> A e. ( A +o x ) ) )
83	79, 82	bitrd 177	. . . . . 6 |- ( ( A e. om /\ x e. om ) -> ( (/) e. x <-> A e. ( A +o x ) ) )
84	83	anbi1d 438	. . . . 5 |- ( ( A e. om /\ x e. om ) -> ( ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = B ) <-> ( A e. ( A +o x ) /\ ( A +o x ) = B ) ) )
85		eleq2 2101	. . . . . 6 |- ( ( A +o x ) = B -> ( A e. ( A +o x ) <-> A e. B ) )
86	85	biimpac 282	. . . . 5 |- ( ( A e. ( A +o x ) /\ ( A +o x ) = B ) -> A e. B )
87	84, 86	syl6bi 152	. . . 4 |- ( ( A e. om /\ x e. om ) -> ( ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = B ) -> A e. B ) )
88	87	rexlimdva 2433	. . 3 |- ( A e. om -> ( E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = B ) -> A e. B ) )
89	88	adantr 261	. 2 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = B ) -> A e. B ) )
90	75, 89	impbid 120	1 |- ( ( A e. om /\ B e. om ) -> ( A e. B <-> E. x e. om ( (/) e. x /\ ( A +o x ) = B ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 97   <-> wb 98   \/ wo 629   = wceq 1243   e. wcel 1393   E.wrex 2307   (/)c0 3224   Oncon0 4100   suc csuc 4102   omcom 4313  (class class class)co 5512   1oc1o 5994   +o coa 5998

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 99  ax-ia2 100  ax-ia3 101  ax-in1 544  ax-in2 545  ax-io 630  ax-5 1336  ax-7 1337  ax-gen 1338  ax-ie1 1382  ax-ie2 1383  ax-8 1395  ax-10 1396  ax-11 1397  ax-i12 1398  ax-bndl 1399  ax-4 1400  ax-13 1404  ax-14 1405  ax-17 1419  ax-i9 1423  ax-ial 1427  ax-i5r 1428  ax-ext 2022  ax-coll 3872  ax-sep 3875  ax-nul 3883  ax-pow 3927  ax-pr 3944  ax-un 4170  ax-setind 4262  ax-iinf 4311

This theorem depends on definitions:  df-bi 110  df-3or 886  df-3an 887  df-tru 1246  df-fal 1249  df-nf 1350  df-sb 1646  df-eu 1903  df-mo 1904  df-clab 2027  df-cleq 2033  df-clel 2036  df-nfc 2167  df-ne 2206  df-ral 2311  df-rex 2312  df-reu 2313  df-rab 2315  df-v 2559  df-sbc 2765  df-csb 2853  df-dif 2920  df-un 2922  df-in 2924  df-ss 2931  df-nul 3225  df-pw 3361  df-sn 3381  df-pr 3382  df-op 3384  df-uni 3581  df-int 3616  df-iun 3659  df-br 3765  df-opab 3819  df-mpt 3820  df-tr 3855  df-id 4030  df-iord 4103  df-on 4105  df-suc 4108  df-iom 4314  df-xp 4351  df-rel 4352  df-cnv 4353  df-co 4354  df-dm 4355  df-rn 4356  df-res 4357  df-ima 4358  df-iota 4867  df-fun 4904  df-fn 4905  df-f 4906  df-f1 4907  df-fo 4908  df-f1o 4909  df-fv 4910  df-ov 5515  df-oprab 5516  df-mpt2 5517  df-1st 5767  df-2nd 5768  df-recs 5920  df-irdg 5957  df-1o 6001  df-oadd 6005

This theorem is referenced by:  nnawordex  6101  ltexpi  6435