Metamath Proof Explorer


Theorem oe1m

Description: Ordinal exponentiation with a base of 1. Proposition 8.31(3) of TakeutiZaring p. 67. (Contributed by NM, 2-Jan-2005)

Ref Expression
Assertion oe1m ( ๐ด โˆˆ On โ†’ ( 1o โ†‘o ๐ด ) = 1o )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = โˆ… โ†’ ( 1o โ†‘o ๐‘ฅ ) = ( 1o โ†‘o โˆ… ) )
2 1 eqeq1d โŠข ( ๐‘ฅ = โˆ… โ†’ ( ( 1o โ†‘o ๐‘ฅ ) = 1o โ†” ( 1o โ†‘o โˆ… ) = 1o ) )
3 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( 1o โ†‘o ๐‘ฅ ) = ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) )
4 3 eqeq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ( 1o โ†‘o ๐‘ฅ ) = 1o โ†” ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) = 1o ) )
5 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = suc ๐‘ฆ โ†’ ( 1o โ†‘o ๐‘ฅ ) = ( 1o โ†‘o suc ๐‘ฆ ) )
6 5 eqeq1d โŠข ( ๐‘ฅ = suc ๐‘ฆ โ†’ ( ( 1o โ†‘o ๐‘ฅ ) = 1o โ†” ( 1o โ†‘o suc ๐‘ฆ ) = 1o ) )
7 oveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ( 1o โ†‘o ๐‘ฅ ) = ( 1o โ†‘o ๐ด ) )
8 7 eqeq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ( ( 1o โ†‘o ๐‘ฅ ) = 1o โ†” ( 1o โ†‘o ๐ด ) = 1o ) )
9 1on โŠข 1o โˆˆ On
10 oe0 โŠข ( 1o โˆˆ On โ†’ ( 1o โ†‘o โˆ… ) = 1o )
11 9 10 ax-mp โŠข ( 1o โ†‘o โˆ… ) = 1o
12 oesuc โŠข ( ( 1o โˆˆ On โˆง ๐‘ฆ โˆˆ On ) โ†’ ( 1o โ†‘o suc ๐‘ฆ ) = ( ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) ยทo 1o ) )
13 9 12 mpan โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ On โ†’ ( 1o โ†‘o suc ๐‘ฆ ) = ( ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) ยทo 1o ) )
14 oveq1 โŠข ( ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) = 1o โ†’ ( ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) ยทo 1o ) = ( 1o ยทo 1o ) )
15 om1 โŠข ( 1o โˆˆ On โ†’ ( 1o ยทo 1o ) = 1o )
16 9 15 ax-mp โŠข ( 1o ยทo 1o ) = 1o
17 14 16 eqtrdi โŠข ( ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) = 1o โ†’ ( ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) ยทo 1o ) = 1o )
18 13 17 sylan9eq โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ On โˆง ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) = 1o ) โ†’ ( 1o โ†‘o suc ๐‘ฆ ) = 1o )
19 18 ex โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ On โ†’ ( ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) = 1o โ†’ ( 1o โ†‘o suc ๐‘ฆ ) = 1o ) )
20 iuneq2 โŠข ( โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฅ ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) = 1o โ†’ โˆช ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฅ ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) = โˆช ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฅ 1o )
21 vex โŠข ๐‘ฅ โˆˆ V
22 0lt1o โŠข โˆ… โˆˆ 1o
23 oelim โŠข ( ( ( 1o โˆˆ On โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ V โˆง Lim ๐‘ฅ ) ) โˆง โˆ… โˆˆ 1o ) โ†’ ( 1o โ†‘o ๐‘ฅ ) = โˆช ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฅ ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) )
24 22 23 mpan2 โŠข ( ( 1o โˆˆ On โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ V โˆง Lim ๐‘ฅ ) ) โ†’ ( 1o โ†‘o ๐‘ฅ ) = โˆช ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฅ ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) )
25 9 24 mpan โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ V โˆง Lim ๐‘ฅ ) โ†’ ( 1o โ†‘o ๐‘ฅ ) = โˆช ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฅ ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) )
26 21 25 mpan โŠข ( Lim ๐‘ฅ โ†’ ( 1o โ†‘o ๐‘ฅ ) = โˆช ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฅ ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) )
27 26 eqeq1d โŠข ( Lim ๐‘ฅ โ†’ ( ( 1o โ†‘o ๐‘ฅ ) = 1o โ†” โˆช ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฅ ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) = 1o ) )
28 0ellim โŠข ( Lim ๐‘ฅ โ†’ โˆ… โˆˆ ๐‘ฅ )
29 ne0i โŠข ( โˆ… โˆˆ ๐‘ฅ โ†’ ๐‘ฅ โ‰  โˆ… )
30 iunconst โŠข ( ๐‘ฅ โ‰  โˆ… โ†’ โˆช ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฅ 1o = 1o )
31 28 29 30 3syl โŠข ( Lim ๐‘ฅ โ†’ โˆช ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฅ 1o = 1o )
32 31 eqeq2d โŠข ( Lim ๐‘ฅ โ†’ ( โˆช ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฅ ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) = โˆช ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฅ 1o โ†” โˆช ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฅ ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) = 1o ) )
33 27 32 bitr4d โŠข ( Lim ๐‘ฅ โ†’ ( ( 1o โ†‘o ๐‘ฅ ) = 1o โ†” โˆช ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฅ ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) = โˆช ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฅ 1o ) )
34 20 33 syl5ibr โŠข ( Lim ๐‘ฅ โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ฅ ( 1o โ†‘o ๐‘ฆ ) = 1o โ†’ ( 1o โ†‘o ๐‘ฅ ) = 1o ) )
35 2 4 6 8 11 19 34 tfinds โŠข ( ๐ด โˆˆ On โ†’ ( 1o โ†‘o ๐ด ) = 1o )