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Theorem nnadju

Description: The cardinal and ordinal sums of finite ordinals are equal. For a shorter proof using ax-rep , see nnadjuALT . (Contributed by Paul Chapman, 11-Apr-2009) (Revised by Mario Carneiro, 6-Feb-2013) Avoid ax-rep . (Revised by BTernaryTau, 2-Jul-2024)

Ref Expression
Assertion nnadju A ω B ω card A ⊔︀ B = A + 𝑜 B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 djueq2 x = B A ⊔︀ x = A ⊔︀ B
2 oveq2 x = B A + 𝑜 x = A + 𝑜 B
3 1 2 breq12d x = B A ⊔︀ x A + 𝑜 x A ⊔︀ B A + 𝑜 B
4 3 imbi2d x = B A ω A ⊔︀ x A + 𝑜 x A ω A ⊔︀ B A + 𝑜 B
5 djueq2 x = A ⊔︀ x = A ⊔︀
6 oveq2 x = A + 𝑜 x = A + 𝑜
7 5 6 breq12d x = A ⊔︀ x A + 𝑜 x A ⊔︀ A + 𝑜
8 djueq2 x = y A ⊔︀ x = A ⊔︀ y
9 oveq2 x = y A + 𝑜 x = A + 𝑜 y
10 8 9 breq12d x = y A ⊔︀ x A + 𝑜 x A ⊔︀ y A + 𝑜 y
11 djueq2 x = suc y A ⊔︀ x = A ⊔︀ suc y
12 oveq2 x = suc y A + 𝑜 x = A + 𝑜 suc y
13 11 12 breq12d x = suc y A ⊔︀ x A + 𝑜 x A ⊔︀ suc y A + 𝑜 suc y
14 dju0en A ω A ⊔︀ A
15 nna0 A ω A + 𝑜 = A
16 14 15 breqtrrd A ω A ⊔︀ A + 𝑜
17 1oex 1 𝑜 V
18 djuassen A ω y ω 1 𝑜 V A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜
19 17 18 mp3an3 A ω y ω A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜
20 enrefg A ω A A
21 nnord y ω Ord y
22 ordirr Ord y ¬ y y
23 21 22 syl y ω ¬ y y
24 dju1en y ω ¬ y y y ⊔︀ 1 𝑜 suc y
25 23 24 mpdan y ω y ⊔︀ 1 𝑜 suc y
26 djuen A A y ⊔︀ 1 𝑜 suc y A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A ⊔︀ suc y
27 20 25 26 syl2an A ω y ω A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A ⊔︀ suc y
28 entr A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A ⊔︀ suc y A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A ⊔︀ suc y
29 19 27 28 syl2anc A ω y ω A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A ⊔︀ suc y
30 29 ensymd A ω y ω A ⊔︀ suc y A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜
31 17 enref 1 𝑜 1 𝑜
32 djuen A ⊔︀ y A + 𝑜 y 1 𝑜 1 𝑜 A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A + 𝑜 y ⊔︀ 1 𝑜
33 31 32 mpan2 A ⊔︀ y A + 𝑜 y A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A + 𝑜 y ⊔︀ 1 𝑜
34 33 a1i A ω y ω A ⊔︀ y A + 𝑜 y A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A + 𝑜 y ⊔︀ 1 𝑜
35 nnacl A ω y ω A + 𝑜 y ω
36 nnord A + 𝑜 y ω Ord A + 𝑜 y
37 ordirr Ord A + 𝑜 y ¬ A + 𝑜 y A + 𝑜 y
38 35 36 37 3syl A ω y ω ¬ A + 𝑜 y A + 𝑜 y
39 dju1en A + 𝑜 y ω ¬ A + 𝑜 y A + 𝑜 y A + 𝑜 y ⊔︀ 1 𝑜 suc A + 𝑜 y
40 35 38 39 syl2anc A ω y ω A + 𝑜 y ⊔︀ 1 𝑜 suc A + 𝑜 y
41 nnasuc A ω y ω A + 𝑜 suc y = suc A + 𝑜 y
42 40 41 breqtrrd A ω y ω A + 𝑜 y ⊔︀ 1 𝑜 A + 𝑜 suc y
43 34 42 jctird A ω y ω A ⊔︀ y A + 𝑜 y A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A + 𝑜 y ⊔︀ 1 𝑜 A + 𝑜 y ⊔︀ 1 𝑜 A + 𝑜 suc y
44 entr A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A + 𝑜 y ⊔︀ 1 𝑜 A + 𝑜 y ⊔︀ 1 𝑜 A + 𝑜 suc y A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A + 𝑜 suc y
45 43 44 syl6 A ω y ω A ⊔︀ y A + 𝑜 y A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A + 𝑜 suc y
46 entr A ⊔︀ suc y A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A ⊔︀ y ⊔︀ 1 𝑜 A + 𝑜 suc y A ⊔︀ suc y A + 𝑜 suc y
47 30 45 46 syl6an A ω y ω A ⊔︀ y A + 𝑜 y A ⊔︀ suc y A + 𝑜 suc y
48 47 expcom y ω A ω A ⊔︀ y A + 𝑜 y A ⊔︀ suc y A + 𝑜 suc y
49 7 10 13 16 48 finds2 x ω A ω A ⊔︀ x A + 𝑜 x
50 4 49 vtoclga B ω A ω A ⊔︀ B A + 𝑜 B
51 50 impcom A ω B ω A ⊔︀ B A + 𝑜 B
52 carden2b A ⊔︀ B A + 𝑜 B card A ⊔︀ B = card A + 𝑜 B
53 51 52 syl A ω B ω card A ⊔︀ B = card A + 𝑜 B
54 nnacl A ω B ω A + 𝑜 B ω
55 cardnn A + 𝑜 B ω card A + 𝑜 B = A + 𝑜 B
56 54 55 syl A ω B ω card A + 𝑜 B = A + 𝑜 B
57 53 56 eqtrd A ω B ω card A ⊔︀ B = A + 𝑜 B