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Theorem nmuladdel

Description: Ordering relationship for natural ordinal operations. (Contributed by Scott Fenton, 15-Jul-2026)

Ref Expression
Assertion nmuladdel ( ( ( 𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ) ∧ ( 𝐶𝐴𝐷𝐵 ) ) → ( ( 𝐶 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝐷 ) ) ∈ ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐶 ·no 𝐷 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 oveq1 ( 𝑥 = ( 𝐴 ·no 𝐵 ) → ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) = ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) )
2 1 eleq2d ( 𝑥 = ( 𝐴 ·no 𝐵 ) → ( ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) ↔ ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) ) )
3 2 2ralbidv ( 𝑥 = ( 𝐴 ·no 𝐵 ) → ( ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) ↔ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) ) )
4 nmulval ( ( 𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ) → ( 𝐴 ·no 𝐵 ) = { 𝑥 ∈ On ∣ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) } )
5 ssrab2 { 𝑥 ∈ On ∣ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) } ⊆ On
6 nmulcl ( ( 𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ) → ( 𝐴 ·no 𝐵 ) ∈ On )
7 4 6 eqeltrrd ( ( 𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ) → { 𝑥 ∈ On ∣ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) } ∈ On )
8 rabn0 ( { 𝑥 ∈ On ∣ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) } ≠ ∅ ↔ ∃ 𝑥 ∈ On ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) )
9 onintrab2 ( ∃ 𝑥 ∈ On ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) ↔ { 𝑥 ∈ On ∣ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) } ∈ On )
10 8 9 bitri ( { 𝑥 ∈ On ∣ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) } ≠ ∅ ↔ { 𝑥 ∈ On ∣ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) } ∈ On )
11 7 10 sylibr ( ( 𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ) → { 𝑥 ∈ On ∣ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) } ≠ ∅ )
12 onint ( ( { 𝑥 ∈ On ∣ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) } ⊆ On ∧ { 𝑥 ∈ On ∣ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) } ≠ ∅ ) → { 𝑥 ∈ On ∣ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) } ∈ { 𝑥 ∈ On ∣ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) } )
13 5 11 12 sylancr ( ( 𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ) → { 𝑥 ∈ On ∣ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) } ∈ { 𝑥 ∈ On ∣ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) } )
14 4 13 eqeltrd ( ( 𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ) → ( 𝐴 ·no 𝐵 ) ∈ { 𝑥 ∈ On ∣ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( 𝑥 +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) } )
15 3 14 elrabrd ( ( 𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ) → ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) )
16 oveq1 ( 𝑐 = 𝐶 → ( 𝑐 ·no 𝐵 ) = ( 𝐶 ·no 𝐵 ) )
17 16 oveq1d ( 𝑐 = 𝐶 → ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) = ( ( 𝐶 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) )
18 oveq1 ( 𝑐 = 𝐶 → ( 𝑐 ·no 𝑑 ) = ( 𝐶 ·no 𝑑 ) )
19 18 oveq2d ( 𝑐 = 𝐶 → ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) = ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐶 ·no 𝑑 ) ) )
20 17 19 eleq12d ( 𝑐 = 𝐶 → ( ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) ↔ ( ( 𝐶 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐶 ·no 𝑑 ) ) ) )
21 oveq2 ( 𝑑 = 𝐷 → ( 𝐴 ·no 𝑑 ) = ( 𝐴 ·no 𝐷 ) )
22 21 oveq2d ( 𝑑 = 𝐷 → ( ( 𝐶 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) = ( ( 𝐶 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝐷 ) ) )
23 oveq2 ( 𝑑 = 𝐷 → ( 𝐶 ·no 𝑑 ) = ( 𝐶 ·no 𝐷 ) )
24 23 oveq2d ( 𝑑 = 𝐷 → ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐶 ·no 𝑑 ) ) = ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐶 ·no 𝐷 ) ) )
25 22 24 eleq12d ( 𝑑 = 𝐷 → ( ( ( 𝐶 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐶 ·no 𝑑 ) ) ↔ ( ( 𝐶 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝐷 ) ) ∈ ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐶 ·no 𝐷 ) ) ) )
26 20 25 rspc2va ( ( ( 𝐶𝐴𝐷𝐵 ) ∧ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) ) → ( ( 𝐶 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝐷 ) ) ∈ ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐶 ·no 𝐷 ) ) )
27 26 ancoms ( ( ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐵 ( ( 𝑐 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝑑 ) ) ∈ ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝑐 ·no 𝑑 ) ) ∧ ( 𝐶𝐴𝐷𝐵 ) ) → ( ( 𝐶 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝐷 ) ) ∈ ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐶 ·no 𝐷 ) ) )
28 15 27 sylan ( ( ( 𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On ) ∧ ( 𝐶𝐴𝐷𝐵 ) ) → ( ( 𝐶 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐴 ·no 𝐷 ) ) ∈ ( ( 𝐴 ·no 𝐵 ) +no ( 𝐶 ·no 𝐷 ) ) )