ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  ltbtwnnqq GIF version

Theorem ltbtwnnqq 6571
Description: There exists a number between any two positive fractions. Proposition 9-2.6(i) of [Gleason] p. 120. (Contributed by Jim Kingdon, 24-Sep-2019.)
Assertion
Ref Expression
ltbtwnnqq (𝐴 <Q 𝐵 ↔ ∃𝑥Q (𝐴 <Q 𝑥𝑥 <Q 𝐵))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵

Proof of Theorem ltbtwnnqq
Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ltrelnq 6521 . . . . 5 <Q ⊆ (Q × Q)
21brel 4420 . . . 4 (𝐴 <Q 𝐵 → (𝐴Q𝐵Q))
32simpld 109 . . 3 (𝐴 <Q 𝐵𝐴Q)
4 ltexnqi 6565 . . 3 (𝐴 <Q 𝐵 → ∃𝑦Q (𝐴 +Q 𝑦) = 𝐵)
5 nsmallnq 6569 . . . . . 6 (𝑦Q → ∃𝑧 𝑧 <Q 𝑦)
61brel 4420 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 <Q 𝑦 → (𝑧Q𝑦Q))
76simpld 109 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 <Q 𝑦𝑧Q)
8 ltaddnq 6563 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴Q𝑧Q) → 𝐴 <Q (𝐴 +Q 𝑧))
97, 8sylan2 274 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴Q𝑧 <Q 𝑦) → 𝐴 <Q (𝐴 +Q 𝑧))
109ancoms 259 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑧 <Q 𝑦𝐴Q) → 𝐴 <Q (𝐴 +Q 𝑧))
1110adantr 265 . . . . . . . . . . 11 (((𝑧 <Q 𝑦𝐴Q) ∧ (𝐴 +Q 𝑦) = 𝐵) → 𝐴 <Q (𝐴 +Q 𝑧))
12 ltanqi 6558 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑧 <Q 𝑦𝐴Q) → (𝐴 +Q 𝑧) <Q (𝐴 +Q 𝑦))
1312adantr 265 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑧 <Q 𝑦𝐴Q) ∧ (𝐴 +Q 𝑦) = 𝐵) → (𝐴 +Q 𝑧) <Q (𝐴 +Q 𝑦))
14 breq2 3796 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 +Q 𝑦) = 𝐵 → ((𝐴 +Q 𝑧) <Q (𝐴 +Q 𝑦) ↔ (𝐴 +Q 𝑧) <Q 𝐵))
1514adantl 266 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑧 <Q 𝑦𝐴Q) ∧ (𝐴 +Q 𝑦) = 𝐵) → ((𝐴 +Q 𝑧) <Q (𝐴 +Q 𝑦) ↔ (𝐴 +Q 𝑧) <Q 𝐵))
1613, 15mpbid 139 . . . . . . . . . . 11 (((𝑧 <Q 𝑦𝐴Q) ∧ (𝐴 +Q 𝑦) = 𝐵) → (𝐴 +Q 𝑧) <Q 𝐵)
17 addclnq 6531 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴Q𝑧Q) → (𝐴 +Q 𝑧) ∈ Q)
187, 17sylan2 274 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴Q𝑧 <Q 𝑦) → (𝐴 +Q 𝑧) ∈ Q)
1918ancoms 259 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑧 <Q 𝑦𝐴Q) → (𝐴 +Q 𝑧) ∈ Q)
2019adantr 265 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑧 <Q 𝑦𝐴Q) ∧ (𝐴 +Q 𝑦) = 𝐵) → (𝐴 +Q 𝑧) ∈ Q)
21 breq2 3796 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝐴 +Q 𝑧) → (𝐴 <Q 𝑥𝐴 <Q (𝐴 +Q 𝑧)))
22 breq1 3795 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = (𝐴 +Q 𝑧) → (𝑥 <Q 𝐵 ↔ (𝐴 +Q 𝑧) <Q 𝐵))
2321, 22anbi12d 450 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝐴 +Q 𝑧) → ((𝐴 <Q 𝑥𝑥 <Q 𝐵) ↔ (𝐴 <Q (𝐴 +Q 𝑧) ∧ (𝐴 +Q 𝑧) <Q 𝐵)))
2423adantl 266 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑧 <Q 𝑦𝐴Q) ∧ (𝐴 +Q 𝑦) = 𝐵) ∧ 𝑥 = (𝐴 +Q 𝑧)) → ((𝐴 <Q 𝑥𝑥 <Q 𝐵) ↔ (𝐴 <Q (𝐴 +Q 𝑧) ∧ (𝐴 +Q 𝑧) <Q 𝐵)))
2520, 24rspcedv 2677 . . . . . . . . . . 11 (((𝑧 <Q 𝑦𝐴Q) ∧ (𝐴 +Q 𝑦) = 𝐵) → ((𝐴 <Q (𝐴 +Q 𝑧) ∧ (𝐴 +Q 𝑧) <Q 𝐵) → ∃𝑥Q (𝐴 <Q 𝑥𝑥 <Q 𝐵)))
2611, 16, 25mp2and 417 . . . . . . . . . 10 (((𝑧 <Q 𝑦𝐴Q) ∧ (𝐴 +Q 𝑦) = 𝐵) → ∃𝑥Q (𝐴 <Q 𝑥𝑥 <Q 𝐵))
27263impa 1110 . . . . . . . . 9 ((𝑧 <Q 𝑦𝐴Q ∧ (𝐴 +Q 𝑦) = 𝐵) → ∃𝑥Q (𝐴 <Q 𝑥𝑥 <Q 𝐵))
28273coml 1122 . . . . . . . 8 ((𝐴Q ∧ (𝐴 +Q 𝑦) = 𝐵𝑧 <Q 𝑦) → ∃𝑥Q (𝐴 <Q 𝑥𝑥 <Q 𝐵))
29283expia 1117 . . . . . . 7 ((𝐴Q ∧ (𝐴 +Q 𝑦) = 𝐵) → (𝑧 <Q 𝑦 → ∃𝑥Q (𝐴 <Q 𝑥𝑥 <Q 𝐵)))
3029exlimdv 1716 . . . . . 6 ((𝐴Q ∧ (𝐴 +Q 𝑦) = 𝐵) → (∃𝑧 𝑧 <Q 𝑦 → ∃𝑥Q (𝐴 <Q 𝑥𝑥 <Q 𝐵)))
315, 30syl5 32 . . . . 5 ((𝐴Q ∧ (𝐴 +Q 𝑦) = 𝐵) → (𝑦Q → ∃𝑥Q (𝐴 <Q 𝑥𝑥 <Q 𝐵)))
3231impancom 251 . . . 4 ((𝐴Q𝑦Q) → ((𝐴 +Q 𝑦) = 𝐵 → ∃𝑥Q (𝐴 <Q 𝑥𝑥 <Q 𝐵)))
3332rexlimdva 2450 . . 3 (𝐴Q → (∃𝑦Q (𝐴 +Q 𝑦) = 𝐵 → ∃𝑥Q (𝐴 <Q 𝑥𝑥 <Q 𝐵)))
343, 4, 33sylc 60 . 2 (𝐴 <Q 𝐵 → ∃𝑥Q (𝐴 <Q 𝑥𝑥 <Q 𝐵))
35 ltsonq 6554 . . . 4 <Q Or Q
3635, 1sotri 4748 . . 3 ((𝐴 <Q 𝑥𝑥 <Q 𝐵) → 𝐴 <Q 𝐵)
3736rexlimivw 2446 . 2 (∃𝑥Q (𝐴 <Q 𝑥𝑥 <Q 𝐵) → 𝐴 <Q 𝐵)
3834, 37impbii 121 1 (𝐴 <Q 𝐵 ↔ ∃𝑥Q (𝐴 <Q 𝑥𝑥 <Q 𝐵))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wa 101  wb 102   = wceq 1259  wex 1397  wcel 1409  wrex 2324   class class class wbr 3792  (class class class)co 5540  Qcnq 6436   +Q cplq 6438   <Q cltq 6441
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 103  ax-ia2 104  ax-ia3 105  ax-in1 554  ax-in2 555  ax-io 640  ax-5 1352  ax-7 1353  ax-gen 1354  ax-ie1 1398  ax-ie2 1399  ax-8 1411  ax-10 1412  ax-11 1413  ax-i12 1414  ax-bndl 1415  ax-4 1416  ax-13 1420  ax-14 1421  ax-17 1435  ax-i9 1439  ax-ial 1443  ax-i5r 1444  ax-ext 2038  ax-coll 3900  ax-sep 3903  ax-nul 3911  ax-pow 3955  ax-pr 3972  ax-un 4198  ax-setind 4290  ax-iinf 4339
This theorem depends on definitions:  df-bi 114  df-dc 754  df-3or 897  df-3an 898  df-tru 1262  df-fal 1265  df-nf 1366  df-sb 1662  df-eu 1919  df-mo 1920  df-clab 2043  df-cleq 2049  df-clel 2052  df-nfc 2183  df-ne 2221  df-ral 2328  df-rex 2329  df-reu 2330  df-rab 2332  df-v 2576  df-sbc 2788  df-csb 2881  df-dif 2948  df-un 2950  df-in 2952  df-ss 2959  df-nul 3253  df-pw 3389  df-sn 3409  df-pr 3410  df-op 3412  df-uni 3609  df-int 3644  df-iun 3687  df-br 3793  df-opab 3847  df-mpt 3848  df-tr 3883  df-eprel 4054  df-id 4058  df-po 4061  df-iso 4062  df-iord 4131  df-on 4133  df-suc 4136  df-iom 4342  df-xp 4379  df-rel 4380  df-cnv 4381  df-co 4382  df-dm 4383  df-rn 4384  df-res 4385  df-ima 4386  df-iota 4895  df-fun 4932  df-fn 4933  df-f 4934  df-f1 4935  df-fo 4936  df-f1o 4937  df-fv 4938  df-ov 5543  df-oprab 5544  df-mpt2 5545  df-1st 5795  df-2nd 5796  df-recs 5951  df-irdg 5988  df-1o 6032  df-oadd 6036  df-omul 6037  df-er 6137  df-ec 6139  df-qs 6143  df-ni 6460  df-pli 6461  df-mi 6462  df-lti 6463  df-plpq 6500  df-mpq 6501  df-enq 6503  df-nqqs 6504  df-plqqs 6505  df-mqqs 6506  df-1nqqs 6507  df-rq 6508  df-ltnqqs 6509
This theorem is referenced by:  ltbtwnnq  6572  nqprrnd  6699  appdivnq  6719  ltnqpr  6749  ltnqpri  6750  recexprlemopl  6781  recexprlemopu  6783  cauappcvgprlemopl  6802  cauappcvgprlemopu  6804  cauappcvgprlem2  6816  caucvgprlemopl  6825  caucvgprlemopu  6827  caucvgprlem2  6836
  Copyright terms: Public domain W3C validator