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Theorem prarloc 6658
Description: A Dedekind cut is arithmetically located. Part of Proposition 11.15 of [BauerTaylor], p. 52, slightly modified. It states that given a tolerance 𝑃, there are elements of the lower and upper cut which are within that tolerance of each other.

Usually, proofs will be shorter if they use prarloc2 6659 instead. (Contributed by Jim Kingdon, 22-Oct-2019.)

Assertion
Ref Expression
prarloc ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) → ∃𝑎𝐿𝑏𝑈 𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))
Distinct variable groups:   𝐿,𝑎,𝑏   𝑃,𝑎,𝑏   𝑈,𝑎,𝑏

Proof of Theorem prarloc
Dummy variables 𝑚 𝑛 𝑞 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 prml 6632 . . . . . . 7 (⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P → ∃𝑥Q 𝑥𝐿)
2 df-rex 2329 . . . . . . 7 (∃𝑥Q 𝑥𝐿 ↔ ∃𝑥(𝑥Q𝑥𝐿))
31, 2sylib 131 . . . . . 6 (⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P → ∃𝑥(𝑥Q𝑥𝐿))
43adantr 265 . . . . 5 ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) → ∃𝑥(𝑥Q𝑥𝐿))
5 prmu 6633 . . . . . . 7 (⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P → ∃𝑦Q 𝑦𝑈)
6 df-rex 2329 . . . . . . 7 (∃𝑦Q 𝑦𝑈 ↔ ∃𝑦(𝑦Q𝑦𝑈))
75, 6sylib 131 . . . . . 6 (⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P → ∃𝑦(𝑦Q𝑦𝑈))
87adantr 265 . . . . 5 ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) → ∃𝑦(𝑦Q𝑦𝑈))
9 subhalfnqq 6569 . . . . . . . . 9 (𝑃Q → ∃𝑞Q (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃)
109adantl 266 . . . . . . . 8 ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) → ∃𝑞Q (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃)
11 df-rex 2329 . . . . . . . 8 (∃𝑞Q (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃 ↔ ∃𝑞(𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))
1210, 11sylib 131 . . . . . . 7 ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) → ∃𝑞(𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))
1312ancli 310 . . . . . 6 ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) → ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ ∃𝑞(𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃)))
14 19.42v 1802 . . . . . 6 (∃𝑞((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃)) ↔ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ ∃𝑞(𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃)))
1513, 14sylibr 141 . . . . 5 ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) → ∃𝑞((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃)))
16 eeeanv 1824 . . . . 5 (∃𝑥𝑦𝑞((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ↔ (∃𝑥(𝑥Q𝑥𝐿) ∧ ∃𝑦(𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ∃𝑞((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))))
174, 8, 15, 16syl3anbrc 1099 . . . 4 ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) → ∃𝑥𝑦𝑞((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))))
18 prarloclemarch2 6574 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦Q𝑥Q𝑞Q) → ∃𝑛N (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))
19 df-rex 2329 . . . . . . . . . . . . . 14 (∃𝑛N (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))) ↔ ∃𝑛(𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)))))
2018, 19sylib 131 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦Q𝑥Q𝑞Q) → ∃𝑛(𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)))))
21203com12 1119 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥Q𝑦Q𝑞Q) → ∃𝑛(𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)))))
22213adant1r 1139 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ 𝑦Q𝑞Q) → ∃𝑛(𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)))))
23223adant2r 1141 . . . . . . . . . 10 (((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ 𝑞Q) → ∃𝑛(𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)))))
24233adant3r 1143 . . . . . . . . 9 (((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃)) → ∃𝑛(𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)))))
25243adant3l 1142 . . . . . . . 8 (((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) → ∃𝑛(𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)))))
2625ancli 310 . . . . . . 7 (((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) → (((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ ∃𝑛(𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))))
27 19.42v 1802 . . . . . . 7 (∃𝑛(((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) ↔ (((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ ∃𝑛(𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))))
2826, 27sylibr 141 . . . . . 6 (((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) → ∃𝑛(((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))))
29282eximi 1508 . . . . 5 (∃𝑦𝑞((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) → ∃𝑦𝑞𝑛(((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))))
3029eximi 1507 . . . 4 (∃𝑥𝑦𝑞((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) → ∃𝑥𝑦𝑞𝑛(((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))))
31 simpl1l 966 . . . . . . . . . 10 ((((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → 𝑥Q)
32 simp3rl 988 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) → 𝑞Q)
3332adantr 265 . . . . . . . . . 10 ((((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → 𝑞Q)
34 simp3rr 989 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) → (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃)
3534adantr 265 . . . . . . . . . 10 ((((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃)
3631, 33, 353jca 1095 . . . . . . . . 9 ((((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → (𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))
37 simp3ll 986 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) → ⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P)
3837adantr 265 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → ⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P)
39 simpl1r 967 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → 𝑥𝐿)
40 simprl 491 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → 𝑛N)
41 simprrl 499 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → 1𝑜 <N 𝑛)
42 simprrr 500 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → 𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)))
43 simpl2r 969 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → 𝑦𝑈)
44 prcunqu 6640 . . . . . . . . . . . . 13 ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑦𝑈) → (𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) → (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))
4538, 43, 44syl2anc 397 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → (𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) → (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))
4642, 45mpd 13 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈)
47 prarloclem 6656 . . . . . . . . . . 11 (((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑥𝐿) ∧ (𝑛N𝑞Q ∧ 1𝑜 <N 𝑛) ∧ (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈) → ∃𝑚 ∈ ω ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))
4838, 39, 40, 33, 41, 46, 47syl231anc 1166 . . . . . . . . . 10 ((((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → ∃𝑚 ∈ ω ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))
49 df-rex 2329 . . . . . . . . . 10 (∃𝑚 ∈ ω ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈) ↔ ∃𝑚(𝑚 ∈ ω ∧ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈)))
5048, 49sylib 131 . . . . . . . . 9 ((((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → ∃𝑚(𝑚 ∈ ω ∧ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈)))
5136, 50jca 294 . . . . . . . 8 ((((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ ∃𝑚(𝑚 ∈ ω ∧ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))))
52 19.42v 1802 . . . . . . . 8 (∃𝑚((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))) ↔ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ ∃𝑚(𝑚 ∈ ω ∧ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))))
5351, 52sylibr 141 . . . . . . 7 ((((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → ∃𝑚((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))))
54 simprrl 499 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))) → (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿)
55 eleq1 2116 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) → (𝑎𝐿 ↔ (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿))
5655anbi1d 446 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) → ((𝑎𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈) ↔ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈)))
5756anbi2d 445 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) → ((𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈)) ↔ (𝑚 ∈ ω ∧ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))))
5857anbi2d 445 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) → (((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))) ↔ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈)))))
5958ceqsexgv 2695 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 → (∃𝑎(𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈)))) ↔ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈)))))
6059biimprcd 153 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))) → ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 → ∃𝑎(𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))))))
6154, 60mpd 13 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))) → ∃𝑎(𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈)))))
62 simprrr 500 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))) → (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈)
63 eleq1 2116 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) → (𝑏𝑈 ↔ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))
6463anbi2d 445 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) → ((𝑎𝐿𝑏𝑈) ↔ (𝑎𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈)))
6564anbi2d 445 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) → ((𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈)) ↔ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))))
6665anbi2d 445 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) → (((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈))) ↔ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈)))))
6766anbi2d 445 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) → ((𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈)))) ↔ (𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))))))
6867exbidv 1722 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) → (∃𝑎(𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈)))) ↔ ∃𝑎(𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))))))
6968ceqsexgv 2695 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈 → (∃𝑏(𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∧ ∃𝑎(𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈))))) ↔ ∃𝑎(𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))))))
7069biimprcd 153 . . . . . . . . . . 11 (∃𝑎(𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈)))) → ((𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈 → ∃𝑏(𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∧ ∃𝑎(𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈)))))))
7161, 62, 70sylc 60 . . . . . . . . . 10 (((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))) → ∃𝑏(𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∧ ∃𝑎(𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈))))))
72 19.42v 1802 . . . . . . . . . . 11 (∃𝑎(𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∧ (𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈))))) ↔ (𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∧ ∃𝑎(𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈))))))
7372exbii 1512 . . . . . . . . . 10 (∃𝑏𝑎(𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∧ (𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈))))) ↔ ∃𝑏(𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∧ ∃𝑎(𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈))))))
7471, 73sylibr 141 . . . . . . . . 9 (((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))) → ∃𝑏𝑎(𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∧ (𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈))))))
75 simprrl 499 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈))) → 𝑎𝐿)
7675adantl 266 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ 𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈)))) → 𝑎𝐿)
77 simprrr 500 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈))) → 𝑏𝑈)
7877adantl 266 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ 𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈)))) → 𝑏𝑈)
79 simpl 106 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ 𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈)))) → (𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ 𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))
80 simprl2 961 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ 𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈)))) → 𝑞Q)
81 simprl3 962 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ 𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈)))) → (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃)
8280, 81jca 294 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ 𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈)))) → (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))
83 simprl1 960 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ 𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈)))) → 𝑥Q)
84 simprrl 499 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ 𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈)))) → 𝑚 ∈ ω)
8583, 84jca 294 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ 𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈)))) → (𝑥Q𝑚 ∈ ω))
86 prarloclemcalc 6657 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ 𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))) ∧ ((𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑥Q𝑚 ∈ ω))) → 𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))
8779, 82, 85, 86syl12anc 1144 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ 𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈)))) → 𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))
8878, 87jca 294 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ 𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈)))) → (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃)))
8976, 88jca 294 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ 𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈)))) → (𝑎𝐿 ∧ (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))))
9089ancom1s 511 . . . . . . . . . . 11 (((𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∧ 𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞))) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈)))) → (𝑎𝐿 ∧ (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))))
9190anasss 385 . . . . . . . . . 10 ((𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∧ (𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈))))) → (𝑎𝐿 ∧ (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))))
92912eximi 1508 . . . . . . . . 9 (∃𝑏𝑎(𝑏 = (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∧ (𝑎 = (𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∧ ((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ (𝑎𝐿𝑏𝑈))))) → ∃𝑏𝑎(𝑎𝐿 ∧ (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))))
9374, 92syl 14 . . . . . . . 8 (((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))) → ∃𝑏𝑎(𝑎𝐿 ∧ (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))))
9493exlimiv 1505 . . . . . . 7 (∃𝑚((𝑥Q𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃) ∧ (𝑚 ∈ ω ∧ ((𝑥 +Q0 ([⟨𝑚, 1𝑜⟩] ~Q0 ·Q0 𝑞)) ∈ 𝐿 ∧ (𝑥 +Q ([⟨(𝑚 +𝑜 2𝑜), 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞)) ∈ 𝑈))) → ∃𝑏𝑎(𝑎𝐿 ∧ (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))))
9553, 94syl 14 . . . . . 6 ((((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → ∃𝑏𝑎(𝑎𝐿 ∧ (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))))
9695exlimivv 1792 . . . . 5 (∃𝑞𝑛(((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → ∃𝑏𝑎(𝑎𝐿 ∧ (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))))
9796exlimivv 1792 . . . 4 (∃𝑥𝑦𝑞𝑛(((𝑥Q𝑥𝐿) ∧ (𝑦Q𝑦𝑈) ∧ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) ∧ (𝑞Q ∧ (𝑞 +Q 𝑞) <Q 𝑃))) ∧ (𝑛N ∧ (1𝑜 <N 𝑛𝑦 <Q (𝑥 +Q ([⟨𝑛, 1𝑜⟩] ~Q ·Q 𝑞))))) → ∃𝑏𝑎(𝑎𝐿 ∧ (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))))
9817, 30, 973syl 17 . . 3 ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) → ∃𝑏𝑎(𝑎𝐿 ∧ (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))))
99 excom 1570 . . 3 (∃𝑏𝑎(𝑎𝐿 ∧ (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))) ↔ ∃𝑎𝑏(𝑎𝐿 ∧ (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))))
10098, 99sylib 131 . 2 ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) → ∃𝑎𝑏(𝑎𝐿 ∧ (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))))
101 19.42v 1802 . . . . 5 (∃𝑏(𝑎𝐿 ∧ (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))) ↔ (𝑎𝐿 ∧ ∃𝑏(𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))))
102 df-rex 2329 . . . . . 6 (∃𝑏𝑈 𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃) ↔ ∃𝑏(𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃)))
103102anbi2i 438 . . . . 5 ((𝑎𝐿 ∧ ∃𝑏𝑈 𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃)) ↔ (𝑎𝐿 ∧ ∃𝑏(𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))))
104101, 103bitr4i 180 . . . 4 (∃𝑏(𝑎𝐿 ∧ (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))) ↔ (𝑎𝐿 ∧ ∃𝑏𝑈 𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃)))
105104exbii 1512 . . 3 (∃𝑎𝑏(𝑎𝐿 ∧ (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))) ↔ ∃𝑎(𝑎𝐿 ∧ ∃𝑏𝑈 𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃)))
106 df-rex 2329 . . 3 (∃𝑎𝐿𝑏𝑈 𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃) ↔ ∃𝑎(𝑎𝐿 ∧ ∃𝑏𝑈 𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃)))
107105, 106bitr4i 180 . 2 (∃𝑎𝑏(𝑎𝐿 ∧ (𝑏𝑈𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))) ↔ ∃𝑎𝐿𝑏𝑈 𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))
108100, 107sylib 131 1 ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝑃Q) → ∃𝑎𝐿𝑏𝑈 𝑏 <Q (𝑎 +Q 𝑃))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 101  w3a 896   = wceq 1259  wex 1397  wcel 1409  wrex 2324  cop 3405   class class class wbr 3791  ωcom 4340  (class class class)co 5539  1𝑜c1o 6024  2𝑜c2o 6025   +𝑜 coa 6028  [cec 6134  Ncnpi 6427   <N clti 6430   ~Q ceq 6434  Qcnq 6435   +Q cplq 6437   ·Q cmq 6438   <Q cltq 6440   ~Q0 ceq0 6441   +Q0 cplq0 6444   ·Q0 cmq0 6445  Pcnp 6446
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 3899  ax-sep 3902  ax-nul 3910  ax-pow 3954  ax-pr 3971  ax-un 4197  ax-setind 4289  ax-iinf 4338
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 2787  df-csb 2880  df-dif 2947  df-un 2949  df-in 2951  df-ss 2958  df-nul 3252  df-pw 3388  df-sn 3408  df-pr 3409  df-op 3411  df-uni 3608  df-int 3643  df-iun 3686  df-br 3792  df-opab 3846  df-mpt 3847  df-tr 3882  df-eprel 4053  df-id 4057  df-po 4060  df-iso 4061  df-iord 4130  df-on 4132  df-suc 4135  df-iom 4341  df-xp 4378  df-rel 4379  df-cnv 4380  df-co 4381  df-dm 4382  df-rn 4383  df-res 4384  df-ima 4385  df-iota 4894  df-fun 4931  df-fn 4932  df-f 4933  df-f1 4934  df-fo 4935  df-f1o 4936  df-fv 4937  df-ov 5542  df-oprab 5543  df-mpt2 5544  df-1st 5794  df-2nd 5795  df-recs 5950  df-irdg 5987  df-1o 6031  df-2o 6032  df-oadd 6035  df-omul 6036  df-er 6136  df-ec 6138  df-qs 6142  df-ni 6459  df-pli 6460  df-mi 6461  df-lti 6462  df-plpq 6499  df-mpq 6500  df-enq 6502  df-nqqs 6503  df-plqqs 6504  df-mqqs 6505  df-1nqqs 6506  df-rq 6507  df-ltnqqs 6508  df-enq0 6579  df-nq0 6580  df-0nq0 6581  df-plq0 6582  df-mq0 6583  df-inp 6621
This theorem is referenced by:  prarloc2  6659  addlocpr  6691  prmuloc  6721  ltaddpr  6752  ltexprlemloc  6762  ltexprlemrl  6765  ltexprlemru  6767
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