Metamath Proof Explorer


Theorem omnord1

Description: When the same non-zero ordinal is multiplied on the right, ordering of the products is not equivalent to the ordering of the ordinals on the left. Remark 3.18 of Schloeder p. 10. (Contributed by RP, 4-Feb-2025)

Ref Expression
Assertion omnord1 โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ On โˆƒ ๐‘ โˆˆ On โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) ยฌ ( ๐‘Ž โˆˆ ๐‘ โ†” ( ๐‘Ž ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 omnord1ex โŠข ยฌ ( 1o โˆˆ 2o โ†” ( 1o ยทo ฯ‰ ) โˆˆ ( 2o ยทo ฯ‰ ) )
2 1on โŠข 1o โˆˆ On
3 2on โŠข 2o โˆˆ On
4 omelon โŠข ฯ‰ โˆˆ On
5 peano1 โŠข โˆ… โˆˆ ฯ‰
6 ondif1 โŠข ( ฯ‰ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) โ†” ( ฯ‰ โˆˆ On โˆง โˆ… โˆˆ ฯ‰ ) )
7 4 5 6 mpbir2an โŠข ฯ‰ โˆˆ ( On โˆ– 1o )
8 oveq2 โŠข ( ๐‘ = ฯ‰ โ†’ ( 1o ยทo ๐‘ ) = ( 1o ยทo ฯ‰ ) )
9 oveq2 โŠข ( ๐‘ = ฯ‰ โ†’ ( 2o ยทo ๐‘ ) = ( 2o ยทo ฯ‰ ) )
10 8 9 eleq12d โŠข ( ๐‘ = ฯ‰ โ†’ ( ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( 2o ยทo ๐‘ ) โ†” ( 1o ยทo ฯ‰ ) โˆˆ ( 2o ยทo ฯ‰ ) ) )
11 10 bibi2d โŠข ( ๐‘ = ฯ‰ โ†’ ( ( 1o โˆˆ 2o โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( 2o ยทo ๐‘ ) ) โ†” ( 1o โˆˆ 2o โ†” ( 1o ยทo ฯ‰ ) โˆˆ ( 2o ยทo ฯ‰ ) ) ) )
12 11 notbid โŠข ( ๐‘ = ฯ‰ โ†’ ( ยฌ ( 1o โˆˆ 2o โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( 2o ยทo ๐‘ ) ) โ†” ยฌ ( 1o โˆˆ 2o โ†” ( 1o ยทo ฯ‰ ) โˆˆ ( 2o ยทo ฯ‰ ) ) ) )
13 12 rspcev โŠข ( ( ฯ‰ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) โˆง ยฌ ( 1o โˆˆ 2o โ†” ( 1o ยทo ฯ‰ ) โˆˆ ( 2o ยทo ฯ‰ ) ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) ยฌ ( 1o โˆˆ 2o โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( 2o ยทo ๐‘ ) ) )
14 7 13 mpan โŠข ( ยฌ ( 1o โˆˆ 2o โ†” ( 1o ยทo ฯ‰ ) โˆˆ ( 2o ยทo ฯ‰ ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) ยฌ ( 1o โˆˆ 2o โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( 2o ยทo ๐‘ ) ) )
15 eleq2 โŠข ( ๐‘ = 2o โ†’ ( 1o โˆˆ ๐‘ โ†” 1o โˆˆ 2o ) )
16 oveq1 โŠข ( ๐‘ = 2o โ†’ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) = ( 2o ยทo ๐‘ ) )
17 16 eleq2d โŠข ( ๐‘ = 2o โ†’ ( ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( 2o ยทo ๐‘ ) ) )
18 15 17 bibi12d โŠข ( ๐‘ = 2o โ†’ ( ( 1o โˆˆ ๐‘ โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) ) โ†” ( 1o โˆˆ 2o โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( 2o ยทo ๐‘ ) ) ) )
19 18 notbid โŠข ( ๐‘ = 2o โ†’ ( ยฌ ( 1o โˆˆ ๐‘ โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) ) โ†” ยฌ ( 1o โˆˆ 2o โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( 2o ยทo ๐‘ ) ) ) )
20 19 rexbidv โŠข ( ๐‘ = 2o โ†’ ( โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) ยฌ ( 1o โˆˆ ๐‘ โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) ยฌ ( 1o โˆˆ 2o โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( 2o ยทo ๐‘ ) ) ) )
21 20 rspcev โŠข ( ( 2o โˆˆ On โˆง โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) ยฌ ( 1o โˆˆ 2o โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( 2o ยทo ๐‘ ) ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ โˆˆ On โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) ยฌ ( 1o โˆˆ ๐‘ โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) ) )
22 3 14 21 sylancr โŠข ( ยฌ ( 1o โˆˆ 2o โ†” ( 1o ยทo ฯ‰ ) โˆˆ ( 2o ยทo ฯ‰ ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ โˆˆ On โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) ยฌ ( 1o โˆˆ ๐‘ โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) ) )
23 eleq1 โŠข ( ๐‘Ž = 1o โ†’ ( ๐‘Ž โˆˆ ๐‘ โ†” 1o โˆˆ ๐‘ ) )
24 oveq1 โŠข ( ๐‘Ž = 1o โ†’ ( ๐‘Ž ยทo ๐‘ ) = ( 1o ยทo ๐‘ ) )
25 24 eleq1d โŠข ( ๐‘Ž = 1o โ†’ ( ( ๐‘Ž ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) ) )
26 23 25 bibi12d โŠข ( ๐‘Ž = 1o โ†’ ( ( ๐‘Ž โˆˆ ๐‘ โ†” ( ๐‘Ž ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) ) โ†” ( 1o โˆˆ ๐‘ โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) ) ) )
27 26 notbid โŠข ( ๐‘Ž = 1o โ†’ ( ยฌ ( ๐‘Ž โˆˆ ๐‘ โ†” ( ๐‘Ž ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) ) โ†” ยฌ ( 1o โˆˆ ๐‘ โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) ) ) )
28 27 rexbidv โŠข ( ๐‘Ž = 1o โ†’ ( โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) ยฌ ( ๐‘Ž โˆˆ ๐‘ โ†” ( ๐‘Ž ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) ยฌ ( 1o โˆˆ ๐‘ โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) ) ) )
29 28 rexbidv โŠข ( ๐‘Ž = 1o โ†’ ( โˆƒ ๐‘ โˆˆ On โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) ยฌ ( ๐‘Ž โˆˆ ๐‘ โ†” ( ๐‘Ž ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ โˆˆ On โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) ยฌ ( 1o โˆˆ ๐‘ โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) ) ) )
30 29 rspcev โŠข ( ( 1o โˆˆ On โˆง โˆƒ ๐‘ โˆˆ On โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) ยฌ ( 1o โˆˆ ๐‘ โ†” ( 1o ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ On โˆƒ ๐‘ โˆˆ On โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) ยฌ ( ๐‘Ž โˆˆ ๐‘ โ†” ( ๐‘Ž ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) ) )
31 2 22 30 sylancr โŠข ( ยฌ ( 1o โˆˆ 2o โ†” ( 1o ยทo ฯ‰ ) โˆˆ ( 2o ยทo ฯ‰ ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ On โˆƒ ๐‘ โˆˆ On โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) ยฌ ( ๐‘Ž โˆˆ ๐‘ โ†” ( ๐‘Ž ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) ) )
32 1 31 ax-mp โŠข โˆƒ ๐‘Ž โˆˆ On โˆƒ ๐‘ โˆˆ On โˆƒ ๐‘ โˆˆ ( On โˆ– 1o ) ยฌ ( ๐‘Ž โˆˆ ๐‘ โ†” ( ๐‘Ž ยทo ๐‘ ) โˆˆ ( ๐‘ ยทo ๐‘ ) )