Metamath Proof Explorer


Theorem mulsproplem3

Description: Lemma for surreal multiplication. Under the inductive hypothesis, the product of A itself and a member of the old set of B is a surreal number. (Contributed by Scott Fenton, 4-Mar-2025)

Ref Expression
Hypotheses mulsproplem.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘Ž โˆˆ No โˆ€ ๐‘ โˆˆ No โˆ€ ๐‘ โˆˆ No โˆ€ ๐‘‘ โˆˆ No โˆ€ ๐‘’ โˆˆ No โˆ€ ๐‘“ โˆˆ No ( ( ( ( bday โ€˜ ๐‘Ž ) +no ( bday โ€˜ ๐‘ ) ) โˆช ( ( ( ( bday โ€˜ ๐‘ ) +no ( bday โ€˜ ๐‘’ ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ ๐‘‘ ) +no ( bday โ€˜ ๐‘“ ) ) ) โˆช ( ( ( bday โ€˜ ๐‘ ) +no ( bday โ€˜ ๐‘“ ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ ๐‘‘ ) +no ( bday โ€˜ ๐‘’ ) ) ) ) ) โˆˆ ( ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐ต ) ) โˆช ( ( ( ( bday โ€˜ ๐ถ ) +no ( bday โ€˜ ๐ธ ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ ๐ท ) +no ( bday โ€˜ ๐น ) ) ) โˆช ( ( ( bday โ€˜ ๐ถ ) +no ( bday โ€˜ ๐น ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ ๐ท ) +no ( bday โ€˜ ๐ธ ) ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘Ž ยทs ๐‘ ) โˆˆ No โˆง ( ( ๐‘ <s ๐‘‘ โˆง ๐‘’ <s ๐‘“ ) โ†’ ( ( ๐‘ ยทs ๐‘“ ) -s ( ๐‘ ยทs ๐‘’ ) ) <s ( ( ๐‘‘ ยทs ๐‘“ ) -s ( ๐‘‘ ยทs ๐‘’ ) ) ) ) ) )
mulsproplem3.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ No )
mulsproplem3.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ( O โ€˜ ( bday โ€˜ ๐ต ) ) )
Assertion mulsproplem3 ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด ยทs ๐‘Œ ) โˆˆ No )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mulsproplem.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘Ž โˆˆ No โˆ€ ๐‘ โˆˆ No โˆ€ ๐‘ โˆˆ No โˆ€ ๐‘‘ โˆˆ No โˆ€ ๐‘’ โˆˆ No โˆ€ ๐‘“ โˆˆ No ( ( ( ( bday โ€˜ ๐‘Ž ) +no ( bday โ€˜ ๐‘ ) ) โˆช ( ( ( ( bday โ€˜ ๐‘ ) +no ( bday โ€˜ ๐‘’ ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ ๐‘‘ ) +no ( bday โ€˜ ๐‘“ ) ) ) โˆช ( ( ( bday โ€˜ ๐‘ ) +no ( bday โ€˜ ๐‘“ ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ ๐‘‘ ) +no ( bday โ€˜ ๐‘’ ) ) ) ) ) โˆˆ ( ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐ต ) ) โˆช ( ( ( ( bday โ€˜ ๐ถ ) +no ( bday โ€˜ ๐ธ ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ ๐ท ) +no ( bday โ€˜ ๐น ) ) ) โˆช ( ( ( bday โ€˜ ๐ถ ) +no ( bday โ€˜ ๐น ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ ๐ท ) +no ( bday โ€˜ ๐ธ ) ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘Ž ยทs ๐‘ ) โˆˆ No โˆง ( ( ๐‘ <s ๐‘‘ โˆง ๐‘’ <s ๐‘“ ) โ†’ ( ( ๐‘ ยทs ๐‘“ ) -s ( ๐‘ ยทs ๐‘’ ) ) <s ( ( ๐‘‘ ยทs ๐‘“ ) -s ( ๐‘‘ ยทs ๐‘’ ) ) ) ) ) )
2 mulsproplem3.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ No )
3 mulsproplem3.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ( O โ€˜ ( bday โ€˜ ๐ต ) ) )
4 oldssno โŠข ( O โ€˜ ( bday โ€˜ ๐ต ) ) โŠ† No
5 4 3 sselid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ No )
6 0sno โŠข 0s โˆˆ No
7 6 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 0s โˆˆ No )
8 bday0s โŠข ( bday โ€˜ 0s ) = โˆ…
9 8 8 oveq12i โŠข ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) = ( โˆ… +no โˆ… )
10 0elon โŠข โˆ… โˆˆ On
11 naddrid โŠข ( โˆ… โˆˆ On โ†’ ( โˆ… +no โˆ… ) = โˆ… )
12 10 11 ax-mp โŠข ( โˆ… +no โˆ… ) = โˆ…
13 9 12 eqtri โŠข ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) = โˆ…
14 13 13 uneq12i โŠข ( ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) ) = ( โˆ… โˆช โˆ… )
15 un0 โŠข ( โˆ… โˆช โˆ… ) = โˆ…
16 14 15 eqtri โŠข ( ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) ) = โˆ…
17 16 16 uneq12i โŠข ( ( ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) ) โˆช ( ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) ) ) = ( โˆ… โˆช โˆ… )
18 17 15 eqtri โŠข ( ( ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) ) โˆช ( ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) ) ) = โˆ…
19 18 uneq2i โŠข ( ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆช ( ( ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) ) โˆช ( ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) ) ) ) = ( ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆช โˆ… )
20 un0 โŠข ( ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆช โˆ… ) = ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) )
21 19 20 eqtri โŠข ( ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆช ( ( ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) ) โˆช ( ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) ) ) ) = ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) )
22 oldbdayim โŠข ( ๐‘Œ โˆˆ ( O โ€˜ ( bday โ€˜ ๐ต ) ) โ†’ ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ ( bday โ€˜ ๐ต ) )
23 3 22 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ ( bday โ€˜ ๐ต ) )
24 bdayelon โŠข ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ On
25 bdayelon โŠข ( bday โ€˜ ๐ต ) โˆˆ On
26 bdayelon โŠข ( bday โ€˜ ๐ด ) โˆˆ On
27 naddel2 โŠข ( ( ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ On โˆง ( bday โ€˜ ๐ต ) โˆˆ On โˆง ( bday โ€˜ ๐ด ) โˆˆ On ) โ†’ ( ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ ( bday โ€˜ ๐ต ) โ†” ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐ต ) ) ) )
28 24 25 26 27 mp3an โŠข ( ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ ( bday โ€˜ ๐ต ) โ†” ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐ต ) ) )
29 23 28 sylib โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐ต ) ) )
30 elun1 โŠข ( ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐ต ) ) โ†’ ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐ต ) ) โˆช ( ( ( ( bday โ€˜ ๐ถ ) +no ( bday โ€˜ ๐ธ ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ ๐ท ) +no ( bday โ€˜ ๐น ) ) ) โˆช ( ( ( bday โ€˜ ๐ถ ) +no ( bday โ€˜ ๐น ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ ๐ท ) +no ( bday โ€˜ ๐ธ ) ) ) ) ) )
31 29 30 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆˆ ( ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐ต ) ) โˆช ( ( ( ( bday โ€˜ ๐ถ ) +no ( bday โ€˜ ๐ธ ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ ๐ท ) +no ( bday โ€˜ ๐น ) ) ) โˆช ( ( ( bday โ€˜ ๐ถ ) +no ( bday โ€˜ ๐น ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ ๐ท ) +no ( bday โ€˜ ๐ธ ) ) ) ) ) )
32 21 31 eqeltrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆช ( ( ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) ) โˆช ( ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ 0s ) +no ( bday โ€˜ 0s ) ) ) ) ) โˆˆ ( ( ( bday โ€˜ ๐ด ) +no ( bday โ€˜ ๐ต ) ) โˆช ( ( ( ( bday โ€˜ ๐ถ ) +no ( bday โ€˜ ๐ธ ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ ๐ท ) +no ( bday โ€˜ ๐น ) ) ) โˆช ( ( ( bday โ€˜ ๐ถ ) +no ( bday โ€˜ ๐น ) ) โˆช ( ( bday โ€˜ ๐ท ) +no ( bday โ€˜ ๐ธ ) ) ) ) ) )
33 1 2 5 7 7 7 7 32 mulsproplem1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ยทs ๐‘Œ ) โˆˆ No โˆง ( ( 0s <s 0s โˆง 0s <s 0s ) โ†’ ( ( 0s ยทs 0s ) -s ( 0s ยทs 0s ) ) <s ( ( 0s ยทs 0s ) -s ( 0s ยทs 0s ) ) ) ) )
34 33 simpld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด ยทs ๐‘Œ ) โˆˆ No )