Metamath Proof Explorer


Theorem nnmord

Description: Ordering property of multiplication. Proposition 8.19 of TakeutiZaring p. 63, limited to natural numbers. (Contributed by NM, 22-Jan-1996) (Revised by Mario Carneiro, 15-Nov-2014)

Ref Expression
Assertion nnmord ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ( ๐ด โˆˆ ๐ต โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†” ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nnmordi โŠข ( ( ( ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ ๐ต โ†’ ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) ) )
2 1 ex โŠข ( ( ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( โˆ… โˆˆ ๐ถ โ†’ ( ๐ด โˆˆ ๐ต โ†’ ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) ) ) )
3 2 impcomd โŠข ( ( ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ( ๐ด โˆˆ ๐ต โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†’ ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) ) )
4 3 3adant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ( ๐ด โˆˆ ๐ต โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†’ ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) ) )
5 ne0i โŠข ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โ†’ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โ‰  โˆ… )
6 nnm0r โŠข ( ๐ต โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( โˆ… ยทo ๐ต ) = โˆ… )
7 oveq1 โŠข ( ๐ถ = โˆ… โ†’ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) = ( โˆ… ยทo ๐ต ) )
8 7 eqeq1d โŠข ( ๐ถ = โˆ… โ†’ ( ( ๐ถ ยทo ๐ต ) = โˆ… โ†” ( โˆ… ยทo ๐ต ) = โˆ… ) )
9 6 8 syl5ibrcom โŠข ( ๐ต โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ๐ถ = โˆ… โ†’ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) = โˆ… ) )
10 9 necon3d โŠข ( ๐ต โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โ‰  โˆ… โ†’ ๐ถ โ‰  โˆ… ) )
11 5 10 syl5 โŠข ( ๐ต โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โ†’ ๐ถ โ‰  โˆ… ) )
12 11 adantr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โ†’ ๐ถ โ‰  โˆ… ) )
13 nnord โŠข ( ๐ถ โˆˆ ฯ‰ โ†’ Ord ๐ถ )
14 ord0eln0 โŠข ( Ord ๐ถ โ†’ ( โˆ… โˆˆ ๐ถ โ†” ๐ถ โ‰  โˆ… ) )
15 13 14 syl โŠข ( ๐ถ โˆˆ ฯ‰ โ†’ ( โˆ… โˆˆ ๐ถ โ†” ๐ถ โ‰  โˆ… ) )
16 15 adantl โŠข ( ( ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( โˆ… โˆˆ ๐ถ โ†” ๐ถ โ‰  โˆ… ) )
17 12 16 sylibrd โŠข ( ( ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โ†’ โˆ… โˆˆ ๐ถ ) )
18 17 3adant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โ†’ โˆ… โˆˆ ๐ถ ) )
19 oveq2 โŠข ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( ๐ถ ยทo ๐ด ) = ( ๐ถ ยทo ๐ต ) )
20 19 a1i โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†’ ( ๐ด = ๐ต โ†’ ( ๐ถ ยทo ๐ด ) = ( ๐ถ ยทo ๐ต ) ) )
21 nnmordi โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†’ ( ๐ต โˆˆ ๐ด โ†’ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ด ) ) )
22 21 3adantl2 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†’ ( ๐ต โˆˆ ๐ด โ†’ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ด ) ) )
23 20 22 orim12d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†’ ( ( ๐ด = ๐ต โˆจ ๐ต โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) = ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โˆจ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ด ) ) ) )
24 23 con3d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†’ ( ยฌ ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) = ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โˆจ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ด ) ) โ†’ ยฌ ( ๐ด = ๐ต โˆจ ๐ต โˆˆ ๐ด ) ) )
25 simpl3 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†’ ๐ถ โˆˆ ฯ‰ )
26 simpl1 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†’ ๐ด โˆˆ ฯ‰ )
27 nnmcl โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ด โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ฯ‰ )
28 25 26 27 syl2anc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†’ ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ฯ‰ )
29 simpl2 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†’ ๐ต โˆˆ ฯ‰ )
30 nnmcl โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โˆˆ ฯ‰ )
31 25 29 30 syl2anc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†’ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โˆˆ ฯ‰ )
32 nnord โŠข ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ฯ‰ โ†’ Ord ( ๐ถ ยทo ๐ด ) )
33 nnord โŠข ( ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โˆˆ ฯ‰ โ†’ Ord ( ๐ถ ยทo ๐ต ) )
34 ordtri2 โŠข ( ( Ord ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆง Ord ( ๐ถ ยทo ๐ต ) ) โ†’ ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โ†” ยฌ ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) = ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โˆจ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ด ) ) ) )
35 32 33 34 syl2an โŠข ( ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ฯ‰ โˆง ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โ†” ยฌ ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) = ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โˆจ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ด ) ) ) )
36 28 31 35 syl2anc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†’ ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โ†” ยฌ ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) = ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โˆจ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ด ) ) ) )
37 nnord โŠข ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โ†’ Ord ๐ด )
38 nnord โŠข ( ๐ต โˆˆ ฯ‰ โ†’ Ord ๐ต )
39 ordtri2 โŠข ( ( Ord ๐ด โˆง Ord ๐ต ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ ๐ต โ†” ยฌ ( ๐ด = ๐ต โˆจ ๐ต โˆˆ ๐ด ) ) )
40 37 38 39 syl2an โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ ๐ต โ†” ยฌ ( ๐ด = ๐ต โˆจ ๐ต โˆˆ ๐ด ) ) )
41 26 29 40 syl2anc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ ๐ต โ†” ยฌ ( ๐ด = ๐ต โˆจ ๐ต โˆˆ ๐ด ) ) )
42 24 36 41 3imtr4d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†’ ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โ†’ ๐ด โˆˆ ๐ต ) )
43 42 ex โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( โˆ… โˆˆ ๐ถ โ†’ ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โ†’ ๐ด โˆˆ ๐ต ) ) )
44 43 com23 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โ†’ ( โˆ… โˆˆ ๐ถ โ†’ ๐ด โˆˆ ๐ต ) ) )
45 18 44 mpdd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โ†’ ๐ด โˆˆ ๐ต ) )
46 45 18 jcad โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ ๐ต โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) ) )
47 4 46 impbid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ต โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ถ โˆˆ ฯ‰ ) โ†’ ( ( ๐ด โˆˆ ๐ต โˆง โˆ… โˆˆ ๐ถ ) โ†” ( ๐ถ ยทo ๐ด ) โˆˆ ( ๐ถ ยทo ๐ต ) ) )