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Theorem onscutlt

Description: A surreal ordinal is the simplest number greater than all previous surreal ordinals. Theorem 15 of Conway p. 28. (Contributed by Scott Fenton, 4-Nov-2025)

Ref Expression
Assertion onscutlt A On s A = x On s | x < s A | s

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 onsno A On s A No
2 sltonex A No x On s | x < s A V
3 1 2 syl A On s x On s | x < s A V
4 snexg A On s A V
5 ssrab2 x On s | x < s A On s
6 onssno On s No
7 5 6 sstri x On s | x < s A No
8 7 a1i A On s x On s | x < s A No
9 1 snssd A On s A No
10 breq1 x = y x < s A y < s A
11 10 elrab y x On s | x < s A y On s y < s A
12 11 simprbi y x On s | x < s A y < s A
13 velsn z A z = A
14 breq2 z = A y < s z y < s A
15 13 14 sylbi z A y < s z y < s A
16 12 15 syl5ibrcom y x On s | x < s A z A y < s z
17 16 imp y x On s | x < s A z A y < s z
18 17 3adant1 A On s y x On s | x < s A z A y < s z
19 3 4 8 9 18 ssltd A On s x On s | x < s A s A
20 snelpwi A No A 𝒫 No
21 nulssgt A 𝒫 No A s
22 1 20 21 3syl A On s A s
23 ssltsep x On s | x < s A s y z x On s | x < s A w y z < s w
24 vex y V
25 breq2 w = y z < s w z < s y
26 24 25 ralsn w y z < s w z < s y
27 26 ralbii z x On s | x < s A w y z < s w z x On s | x < s A z < s y
28 breq1 x = z x < s A z < s A
29 28 ralrab z x On s | x < s A z < s y z On s z < s A z < s y
30 27 29 bitri z x On s | x < s A w y z < s w z On s z < s A z < s y
31 23 30 sylib x On s | x < s A s y z On s z < s A z < s y
32 fvex L y V
33 fvex R y V
34 32 33 unex L y R y V
35 34 a1i A On s y No bday y bday A L y R y V
36 leftssno L y No
37 rightssno R y No
38 36 37 unssi L y R y No
39 38 a1i A On s y No bday y bday A L y R y No
40 eqidd A On s y No bday y bday A L y R y | s = L y R y | s
41 35 39 40 elons2d A On s y No bday y bday A L y R y | s On s
42 34 elpw L y R y 𝒫 No L y R y No
43 38 42 mpbir L y R y 𝒫 No
44 nulssgt L y R y 𝒫 No L y R y s
45 43 44 mp1i A On s y No bday y bday A L y R y s
46 un0 L y R y = L y R y
47 lrold L y R y = Old bday y
48 46 47 eqtri L y R y = Old bday y
49 48 imaeq2i bday L y R y = bday Old bday y
50 simpr A On s y No bday y bday A z Old bday y z Old bday y
51 bdayelon bday y On
52 oldssno Old bday y No
53 52 sseli z Old bday y z No
54 53 adantl A On s y No bday y bday A z Old bday y z No
55 oldbday bday y On z No z Old bday y bday z bday y
56 51 54 55 sylancr A On s y No bday y bday A z Old bday y z Old bday y bday z bday y
57 50 56 mpbid A On s y No bday y bday A z Old bday y bday z bday y
58 57 ralrimiva A On s y No bday y bday A z Old bday y bday z bday y
59 bdayfun Fun bday
60 bdaydm dom bday = No
61 52 60 sseqtrri Old bday y dom bday
62 funimass4 Fun bday Old bday y dom bday bday Old bday y bday y z Old bday y bday z bday y
63 59 61 62 mp2an bday Old bday y bday y z Old bday y bday z bday y
64 58 63 sylibr A On s y No bday y bday A bday Old bday y bday y
65 49 64 eqsstrid A On s y No bday y bday A bday L y R y bday y
66 scutbdaybnd L y R y s bday y On bday L y R y bday y bday L y R y | s bday y
67 51 66 mp3an2 L y R y s bday L y R y bday y bday L y R y | s bday y
68 45 65 67 syl2anc A On s y No bday y bday A bday L y R y | s bday y
69 simpr A On s y No bday y bday A bday y bday A
70 bdayelon bday L y R y | s On
71 bdayelon bday A On
72 ontr2 bday L y R y | s On bday A On bday L y R y | s bday y bday y bday A bday L y R y | s bday A
73 70 71 72 mp2an bday L y R y | s bday y bday y bday A bday L y R y | s bday A
74 68 69 73 syl2anc A On s y No bday y bday A bday L y R y | s bday A
75 45 scutcld A On s y No bday y bday A L y R y | s No
76 oldbday bday A On L y R y | s No L y R y | s Old bday A bday L y R y | s bday A
77 71 75 76 sylancr A On s y No bday y bday A L y R y | s Old bday A bday L y R y | s bday A
78 74 77 mpbird A On s y No bday y bday A L y R y | s Old bday A
79 elons A On s A No R A =
80 79 simprbi A On s R A =
81 80 ad2antrr A On s y No bday y bday A R A =
82 81 uneq2d A On s y No bday y bday A L A R A = L A
83 lrold L A R A = Old bday A
84 un0 L A = L A
85 82 83 84 3eqtr3g A On s y No bday y bday A Old bday A = L A
86 78 85 eleqtrd A On s y No bday y bday A L y R y | s L A
87 leftlt L y R y | s L A L y R y | s < s A
88 86 87 syl A On s y No bday y bday A L y R y | s < s A
89 simplr A On s y No bday y bday A y No
90 slerflex y No y s y
91 lrcut y No L y | s R y = y
92 90 91 breqtrrd y No y s L y | s R y
93 89 92 syl A On s y No bday y bday A y s L y | s R y
94 uneq2 R y = L y R y = L y
95 un0 L y = L y
96 94 95 eqtrdi R y = L y R y = L y
97 eqcom R y = = R y
98 97 biimpi R y = = R y
99 96 98 oveq12d R y = L y R y | s = L y | s R y
100 99 breq2d R y = y s L y R y | s y s L y | s R y
101 93 100 imbitrrid R y = A On s y No bday y bday A y s L y R y | s
102 simprlr R y A On s y No bday y bday A y No
103 75 adantl R y A On s y No bday y bday A L y R y | s No
104 n0 R y w w R y
105 breq2 z = w y s z y s w
106 elun2 w R y w L y R y
107 106 adantr w R y A On s y No bday y bday A w L y R y
108 simprlr w R y A On s y No bday y bday A y No
109 37 sseli w R y w No
110 109 adantr w R y A On s y No bday y bday A w No
111 rightgt w R y y < s w
112 111 adantr w R y A On s y No bday y bday A y < s w
113 108 110 112 sltled w R y A On s y No bday y bday A y s w
114 105 107 113 rspcedvdw w R y A On s y No bday y bday A z L y R y y s z
115 114 ex w R y A On s y No bday y bday A z L y R y y s z
116 115 exlimiv w w R y A On s y No bday y bday A z L y R y y s z
117 104 116 sylbi R y A On s y No bday y bday A z L y R y y s z
118 117 imp R y A On s y No bday y bday A z L y R y y s z
119 118 orcd R y A On s y No bday y bday A z L y R y y s z w R y w s L y R y | s
120 lltropt L y s R y
121 120 a1i R y A On s y No bday y bday A L y s R y
122 43 44 mp1i R y A On s y No bday y bday A L y R y s
123 102 91 syl R y A On s y No bday y bday A L y | s R y = y
124 123 eqcomd R y A On s y No bday y bday A y = L y | s R y
125 eqidd R y A On s y No bday y bday A L y R y | s = L y R y | s
126 sltrec L y s R y L y R y s y = L y | s R y L y R y | s = L y R y | s y < s L y R y | s z L y R y y s z w R y w s L y R y | s
127 121 122 124 125 126 syl22anc R y A On s y No bday y bday A y < s L y R y | s z L y R y y s z w R y w s L y R y | s
128 119 127 mpbird R y A On s y No bday y bday A y < s L y R y | s
129 102 103 128 sltled R y A On s y No bday y bday A y s L y R y | s
130 129 ex R y A On s y No bday y bday A y s L y R y | s
131 101 130 pm2.61ine A On s y No bday y bday A y s L y R y | s
132 slenlt y No L y R y | s No y s L y R y | s ¬ L y R y | s < s y
133 89 75 132 syl2anc A On s y No bday y bday A y s L y R y | s ¬ L y R y | s < s y
134 131 133 mpbid A On s y No bday y bday A ¬ L y R y | s < s y
135 breq1 z = L y R y | s z < s A L y R y | s < s A
136 breq1 z = L y R y | s z < s y L y R y | s < s y
137 136 notbid z = L y R y | s ¬ z < s y ¬ L y R y | s < s y
138 135 137 anbi12d z = L y R y | s z < s A ¬ z < s y L y R y | s < s A ¬ L y R y | s < s y
139 138 rspcev L y R y | s On s L y R y | s < s A ¬ L y R y | s < s y z On s z < s A ¬ z < s y
140 41 88 134 139 syl12anc A On s y No bday y bday A z On s z < s A ¬ z < s y
141 140 ex A On s y No bday y bday A z On s z < s A ¬ z < s y
142 ontri1 bday A On bday y On bday A bday y ¬ bday y bday A
143 71 51 142 mp2an bday A bday y ¬ bday y bday A
144 143 con2bii bday y bday A ¬ bday A bday y
145 rexanali z On s z < s A ¬ z < s y ¬ z On s z < s A z < s y
146 141 144 145 3imtr3g A On s y No ¬ bday A bday y ¬ z On s z < s A z < s y
147 146 con4d A On s y No z On s z < s A z < s y bday A bday y
148 31 147 syl5 A On s y No x On s | x < s A s y bday A bday y
149 148 adantrd A On s y No x On s | x < s A s y y s bday A bday y
150 149 ralrimiva A On s y No x On s | x < s A s y y s bday A bday y
151 3 8 elpwd A On s x On s | x < s A 𝒫 No
152 nulssgt x On s | x < s A 𝒫 No x On s | x < s A s
153 151 152 syl A On s x On s | x < s A s
154 eqscut2 x On s | x < s A s A No x On s | x < s A | s = A x On s | x < s A s A A s y No x On s | x < s A s y y s bday A bday y
155 153 1 154 syl2anc A On s x On s | x < s A | s = A x On s | x < s A s A A s y No x On s | x < s A s y y s bday A bday y
156 19 22 150 155 mpbir3and A On s x On s | x < s A | s = A
157 156 eqcomd A On s A = x On s | x < s A | s