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Theorem oelimcl 7251
Description: The ordinal exponential with a limit ordinal is a limit ordinal. (Contributed by Mario Carneiro, 29-May-2015.)
Assertion
Ref Expression
oelimcl  |-  ( ( A  e.  ( On 
\  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B ) )  ->  Lim  ( A  ^o  B ) )

Proof of Theorem oelimcl
Dummy variables  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eldifi 3611 . . . 4  |-  ( A  e.  ( On  \  2o )  ->  A  e.  On )
2 limelon 4931 . . . 4  |-  ( ( B  e.  C  /\  Lim  B )  ->  B  e.  On )
3 oecl 7189 . . . 4  |-  ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On )  ->  ( A  ^o  B
)  e.  On )
41, 2, 3syl2an 477 . . 3  |-  ( ( A  e.  ( On 
\  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B ) )  ->  ( A  ^o  B )  e.  On )
5 eloni 4878 . . 3  |-  ( ( A  ^o  B )  e.  On  ->  Ord  ( A  ^o  B ) )
64, 5syl 16 . 2  |-  ( ( A  e.  ( On 
\  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B ) )  ->  Ord  ( A  ^o  B ) )
71adantr 465 . . 3  |-  ( ( A  e.  ( On 
\  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B ) )  ->  A  e.  On )
82adantl 466 . . 3  |-  ( ( A  e.  ( On 
\  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B ) )  ->  B  e.  On )
9 dif20el 7157 . . . 4  |-  ( A  e.  ( On  \  2o )  ->  (/)  e.  A
)
109adantr 465 . . 3  |-  ( ( A  e.  ( On 
\  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B ) )  ->  (/)  e.  A )
11 oen0 7237 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  On  /\  B  e.  On )  /\  (/)  e.  A )  ->  (/)  e.  ( A  ^o  B ) )
127, 8, 10, 11syl21anc 1228 . 2  |-  ( ( A  e.  ( On 
\  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B ) )  ->  (/)  e.  ( A  ^o  B ) )
13 oelim2 7246 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  On  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B ) )  ->  ( A  ^o  B )  =  U_ y  e.  ( B  \  1o ) ( A  ^o  y ) )
141, 13sylan 471 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  ( On 
\  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B ) )  ->  ( A  ^o  B )  =  U_ y  e.  ( B  \  1o ) ( A  ^o  y ) )
1514eleq2d 2513 . . . 4  |-  ( ( A  e.  ( On 
\  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B ) )  ->  ( x  e.  ( A  ^o  B
)  <->  x  e.  U_ y  e.  ( B  \  1o ) ( A  ^o  y ) ) )
16 eliun 4320 . . . . 5  |-  ( x  e.  U_ y  e.  ( B  \  1o ) ( A  ^o  y )  <->  E. y  e.  ( B  \  1o ) x  e.  ( A  ^o  y ) )
17 eldifi 3611 . . . . . . 7  |-  ( y  e.  ( B  \  1o )  ->  y  e.  B )
187adantr 465 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  (
y  e.  B  /\  x  e.  ( A  ^o  y ) ) )  ->  A  e.  On )
198adantr 465 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  (
y  e.  B  /\  x  e.  ( A  ^o  y ) ) )  ->  B  e.  On )
20 simprl 756 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  (
y  e.  B  /\  x  e.  ( A  ^o  y ) ) )  ->  y  e.  B
)
21 onelon 4893 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( B  e.  On  /\  y  e.  B )  ->  y  e.  On )
2219, 20, 21syl2anc 661 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  (
y  e.  B  /\  x  e.  ( A  ^o  y ) ) )  ->  y  e.  On )
23 oecl 7189 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( A  e.  On  /\  y  e.  On )  ->  ( A  ^o  y
)  e.  On )
2418, 22, 23syl2anc 661 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  (
y  e.  B  /\  x  e.  ( A  ^o  y ) ) )  ->  ( A  ^o  y )  e.  On )
25 eloni 4878 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( A  ^o  y )  e.  On  ->  Ord  ( A  ^o  y
) )
2624, 25syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  (
y  e.  B  /\  x  e.  ( A  ^o  y ) ) )  ->  Ord  ( A  ^o  y ) )
27 simprr 757 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  (
y  e.  B  /\  x  e.  ( A  ^o  y ) ) )  ->  x  e.  ( A  ^o  y ) )
28 ordsucss 6638 . . . . . . . . . 10  |-  ( Ord  ( A  ^o  y
)  ->  ( x  e.  ( A  ^o  y
)  ->  suc  x  C_  ( A  ^o  y
) ) )
2926, 27, 28sylc 60 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  (
y  e.  B  /\  x  e.  ( A  ^o  y ) ) )  ->  suc  x  C_  ( A  ^o  y ) )
30 simpll 753 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  (
y  e.  B  /\  x  e.  ( A  ^o  y ) ) )  ->  A  e.  ( On  \  2o ) )
31 oeordi 7238 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( B  e.  On  /\  A  e.  ( On  \  2o ) )  -> 
( y  e.  B  ->  ( A  ^o  y
)  e.  ( A  ^o  B ) ) )
3219, 30, 31syl2anc 661 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  (
y  e.  B  /\  x  e.  ( A  ^o  y ) ) )  ->  ( y  e.  B  ->  ( A  ^o  y )  e.  ( A  ^o  B ) ) )
3320, 32mpd 15 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  (
y  e.  B  /\  x  e.  ( A  ^o  y ) ) )  ->  ( A  ^o  y )  e.  ( A  ^o  B ) )
34 onelon 4893 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( A  ^o  y
)  e.  On  /\  x  e.  ( A  ^o  y ) )  ->  x  e.  On )
3524, 27, 34syl2anc 661 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  (
y  e.  B  /\  x  e.  ( A  ^o  y ) ) )  ->  x  e.  On )
36 suceloni 6633 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e.  On  ->  suc  x  e.  On )
3735, 36syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  (
y  e.  B  /\  x  e.  ( A  ^o  y ) ) )  ->  suc  x  e.  On )
384adantr 465 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  (
y  e.  B  /\  x  e.  ( A  ^o  y ) ) )  ->  ( A  ^o  B )  e.  On )
39 ontr2 4915 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( suc  x  e.  On  /\  ( A  ^o  B
)  e.  On )  ->  ( ( suc  x  C_  ( A  ^o  y )  /\  ( A  ^o  y )  e.  ( A  ^o  B
) )  ->  suc  x  e.  ( A  ^o  B ) ) )
4037, 38, 39syl2anc 661 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  (
y  e.  B  /\  x  e.  ( A  ^o  y ) ) )  ->  ( ( suc  x  C_  ( A  ^o  y )  /\  ( A  ^o  y )  e.  ( A  ^o  B
) )  ->  suc  x  e.  ( A  ^o  B ) ) )
4129, 33, 40mp2and 679 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  (
y  e.  B  /\  x  e.  ( A  ^o  y ) ) )  ->  suc  x  e.  ( A  ^o  B ) )
4241expr 615 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  y  e.  B )  ->  (
x  e.  ( A  ^o  y )  ->  suc  x  e.  ( A  ^o  B ) ) )
4317, 42sylan2 474 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  ( On  \  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B
) )  /\  y  e.  ( B  \  1o ) )  ->  (
x  e.  ( A  ^o  y )  ->  suc  x  e.  ( A  ^o  B ) ) )
4443rexlimdva 2935 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  ( On 
\  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B ) )  ->  ( E. y  e.  ( B  \  1o ) x  e.  ( A  ^o  y )  ->  suc  x  e.  ( A  ^o  B ) ) )
4516, 44syl5bi 217 . . . 4  |-  ( ( A  e.  ( On 
\  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B ) )  ->  ( x  e. 
U_ y  e.  ( B  \  1o ) ( A  ^o  y
)  ->  suc  x  e.  ( A  ^o  B
) ) )
4615, 45sylbid 215 . . 3  |-  ( ( A  e.  ( On 
\  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B ) )  ->  ( x  e.  ( A  ^o  B
)  ->  suc  x  e.  ( A  ^o  B
) ) )
4746ralrimiv 2855 . 2  |-  ( ( A  e.  ( On 
\  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B ) )  ->  A. x  e.  ( A  ^o  B ) suc  x  e.  ( A  ^o  B ) )
48 dflim4 6668 . 2  |-  ( Lim  ( A  ^o  B
)  <->  ( Ord  ( A  ^o  B )  /\  (/) 
e.  ( A  ^o  B )  /\  A. x  e.  ( A  ^o  B ) suc  x  e.  ( A  ^o  B
) ) )
496, 12, 47, 48syl3anbrc 1181 1  |-  ( ( A  e.  ( On 
\  2o )  /\  ( B  e.  C  /\  Lim  B ) )  ->  Lim  ( A  ^o  B ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 369    = wceq 1383    e. wcel 1804   A.wral 2793   E.wrex 2794    \ cdif 3458    C_ wss 3461   (/)c0 3770   U_ciun 4315   Ord word 4867   Oncon0 4868   Lim wlim 4869   suc csuc 4870  (class class class)co 6281   1oc1o 7125   2oc2o 7126    ^o coe 7131
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1605  ax-4 1618  ax-5 1691  ax-6 1734  ax-7 1776  ax-8 1806  ax-9 1808  ax-10 1823  ax-11 1828  ax-12 1840  ax-13 1985  ax-ext 2421  ax-rep 4548  ax-sep 4558  ax-nul 4566  ax-pow 4615  ax-pr 4676  ax-un 6577
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 975  df-3an 976  df-tru 1386  df-ex 1600  df-nf 1604  df-sb 1727  df-eu 2272  df-mo 2273  df-clab 2429  df-cleq 2435  df-clel 2438  df-nfc 2593  df-ne 2640  df-ral 2798  df-rex 2799  df-reu 2800  df-rab 2802  df-v 3097  df-sbc 3314  df-csb 3421  df-dif 3464  df-un 3466  df-in 3468  df-ss 3475  df-pss 3477  df-nul 3771  df-if 3927  df-pw 3999  df-sn 4015  df-pr 4017  df-tp 4019  df-op 4021  df-uni 4235  df-iun 4317  df-br 4438  df-opab 4496  df-mpt 4497  df-tr 4531  df-eprel 4781  df-id 4785  df-po 4790  df-so 4791  df-fr 4828  df-we 4830  df-ord 4871  df-on 4872  df-lim 4873  df-suc 4874  df-xp 4995  df-rel 4996  df-cnv 4997  df-co 4998  df-dm 4999  df-rn 5000  df-res 5001  df-ima 5002  df-iota 5541  df-fun 5580  df-fn 5581  df-f 5582  df-f1 5583  df-fo 5584  df-f1o 5585  df-fv 5586  df-ov 6284  df-oprab 6285  df-mpt2 6286  df-om 6686  df-recs 7044  df-rdg 7078  df-1o 7132  df-2o 7133  df-oadd 7136  df-omul 7137  df-oexp 7138
This theorem is referenced by:  oaabs2  7296  omabs  7298
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