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Theorem ltexprlem4 8876
Description: Lemma for Proposition 9-3.5(iv) of [Gleason] p. 123. (Contributed by NM, 6-Apr-1996.) (New usage is discouraged.)
Hypothesis
Ref Expression
ltexprlem.1  |-  C  =  { x  |  E. y ( -.  y  e.  A  /\  (
y  +Q  x )  e.  B ) }
Assertion
Ref Expression
ltexprlem4  |-  ( B  e.  P.  ->  (
x  e.  C  ->  E. z ( z  e.  C  /\  x  <Q  z ) ) )
Distinct variable groups:    x, y,
z, A    x, B, y, z    x, C, z
Allowed substitution hint:    C( y)

Proof of Theorem ltexprlem4
Dummy variable  w is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 prnmax 8832 . . . . . . . . 9  |-  ( ( B  e.  P.  /\  ( y  +Q  x
)  e.  B )  ->  E. w  e.  B  ( y  +Q  x
)  <Q  w )
2 df-rex 2676 . . . . . . . . 9  |-  ( E. w  e.  B  ( y  +Q  x ) 
<Q  w  <->  E. w ( w  e.  B  /\  (
y  +Q  x ) 
<Q  w ) )
31, 2sylib 189 . . . . . . . 8  |-  ( ( B  e.  P.  /\  ( y  +Q  x
)  e.  B )  ->  E. w ( w  e.  B  /\  (
y  +Q  x ) 
<Q  w ) )
4 ltrelnq 8763 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  <Q  C_  ( Q.  X.  Q. )
54brel 4889 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( y  +Q  x ) 
<Q  w  ->  ( ( y  +Q  x )  e.  Q.  /\  w  e.  Q. ) )
65simpld 446 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( y  +Q  x ) 
<Q  w  ->  ( y  +Q  x )  e. 
Q. )
7 addnqf 8785 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  +Q  :
( Q.  X.  Q. )
--> Q.
87fdmi 5559 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  dom  +Q  =  ( Q.  X.  Q. )
9 0nnq 8761 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  -.  (/)  e.  Q.
108, 9ndmovrcl 6196 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( y  +Q  x )  e.  Q.  ->  (
y  e.  Q.  /\  x  e.  Q. )
)
116, 10syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( y  +Q  x ) 
<Q  w  ->  ( y  e.  Q.  /\  x  e.  Q. ) )
12 ltaddnq 8811 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( y  e.  Q.  /\  x  e.  Q. )  ->  y  <Q  ( y  +Q  x ) )
13 ltsonq 8806 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  <Q  Or  Q.
1413, 4sotri 5224 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( y  <Q  ( y  +Q  x )  /\  (
y  +Q  x ) 
<Q  w )  ->  y  <Q  w )
1512, 14sylan 458 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( y  e.  Q.  /\  x  e.  Q. )  /\  ( y  +Q  x
)  <Q  w )  -> 
y  <Q  w )
1611, 15mpancom 651 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( y  +Q  x ) 
<Q  w  ->  y  <Q  w )
174brel 4889 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( y 
<Q  w  ->  ( y  e.  Q.  /\  w  e.  Q. ) )
1817simprd 450 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( y 
<Q  w  ->  w  e. 
Q. )
19 ltexnq 8812 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( w  e.  Q.  ->  (
y  <Q  w  <->  E. z
( y  +Q  z
)  =  w ) )
2019biimpd 199 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( w  e.  Q.  ->  (
y  <Q  w  ->  E. z
( y  +Q  z
)  =  w ) )
2118, 20mpcom 34 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( y 
<Q  w  ->  E. z
( y  +Q  z
)  =  w )
2216, 21syl 16 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( y  +Q  x ) 
<Q  w  ->  E. z
( y  +Q  z
)  =  w )
23 eqcom 2410 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( w  =  ( y  +Q  z )  <->  ( y  +Q  z )  =  w )
2423exbii 1589 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( E. z  w  =  ( y  +Q  z )  <->  E. z ( y  +Q  z )  =  w )
2522, 24sylibr 204 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( y  +Q  x ) 
<Q  w  ->  E. z  w  =  ( y  +Q  z ) )
2625ancri 536 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( y  +Q  x ) 
<Q  w  ->  ( E. z  w  =  ( y  +Q  z )  /\  ( y  +Q  x )  <Q  w
) )
2726anim2i 553 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( w  e.  B  /\  ( y  +Q  x
)  <Q  w )  -> 
( w  e.  B  /\  ( E. z  w  =  ( y  +Q  z )  /\  (
y  +Q  x ) 
<Q  w ) ) )
28 an12 773 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( E. z  w  =  ( y  +Q  z
)  /\  ( w  e.  B  /\  (
y  +Q  x ) 
<Q  w ) )  <->  ( w  e.  B  /\  ( E. z  w  =  ( y  +Q  z
)  /\  ( y  +Q  x )  <Q  w
) ) )
2927, 28sylibr 204 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( w  e.  B  /\  ( y  +Q  x
)  <Q  w )  -> 
( E. z  w  =  ( y  +Q  z )  /\  (
w  e.  B  /\  ( y  +Q  x
)  <Q  w ) ) )
30 19.41v 1920 . . . . . . . . . . 11  |-  ( E. z ( w  =  ( y  +Q  z
)  /\  ( w  e.  B  /\  (
y  +Q  x ) 
<Q  w ) )  <->  ( E. z  w  =  (
y  +Q  z )  /\  ( w  e.  B  /\  ( y  +Q  x )  <Q  w ) ) )
3129, 30sylibr 204 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( w  e.  B  /\  ( y  +Q  x
)  <Q  w )  ->  E. z ( w  =  ( y  +Q  z
)  /\  ( w  e.  B  /\  (
y  +Q  x ) 
<Q  w ) ) )
3231eximi 1582 . . . . . . . . 9  |-  ( E. w ( w  e.  B  /\  ( y  +Q  x )  <Q  w )  ->  E. w E. z ( w  =  ( y  +Q  z
)  /\  ( w  e.  B  /\  (
y  +Q  x ) 
<Q  w ) ) )
33 excom 1752 . . . . . . . . 9  |-  ( E. z E. w ( w  =  ( y  +Q  z )  /\  ( w  e.  B  /\  ( y  +Q  x
)  <Q  w ) )  <->  E. w E. z ( w  =  ( y  +Q  z )  /\  ( w  e.  B  /\  ( y  +Q  x
)  <Q  w ) ) )
3432, 33sylibr 204 . . . . . . . 8  |-  ( E. w ( w  e.  B  /\  ( y  +Q  x )  <Q  w )  ->  E. z E. w ( w  =  ( y  +Q  z
)  /\  ( w  e.  B  /\  (
y  +Q  x ) 
<Q  w ) ) )
35 ovex 6069 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  +Q  z )  e. 
_V
36 eleq1 2468 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( w  =  ( y  +Q  z )  ->  (
w  e.  B  <->  ( y  +Q  z )  e.  B
) )
37 breq2 4180 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( w  =  ( y  +Q  z )  ->  (
( y  +Q  x
)  <Q  w  <->  ( y  +Q  x )  <Q  (
y  +Q  z ) ) )
3836, 37anbi12d 692 . . . . . . . . . . 11  |-  ( w  =  ( y  +Q  z )  ->  (
( w  e.  B  /\  ( y  +Q  x
)  <Q  w )  <->  ( (
y  +Q  z )  e.  B  /\  (
y  +Q  x ) 
<Q  ( y  +Q  z
) ) ) )
3935, 38ceqsexv 2955 . . . . . . . . . 10  |-  ( E. w ( w  =  ( y  +Q  z
)  /\  ( w  e.  B  /\  (
y  +Q  x ) 
<Q  w ) )  <->  ( (
y  +Q  z )  e.  B  /\  (
y  +Q  x ) 
<Q  ( y  +Q  z
) ) )
40 ltanq 8808 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  e.  Q.  ->  (
x  <Q  z  <->  ( y  +Q  x )  <Q  (
y  +Q  z ) ) )
418, 4, 9, 40ndmovordi 6201 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( y  +Q  x ) 
<Q  ( y  +Q  z
)  ->  x  <Q  z )
4241anim2i 553 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( y  +Q  z
)  e.  B  /\  ( y  +Q  x
)  <Q  ( y  +Q  z ) )  -> 
( ( y  +Q  z )  e.  B  /\  x  <Q  z ) )
4339, 42sylbi 188 . . . . . . . . 9  |-  ( E. w ( w  =  ( y  +Q  z
)  /\  ( w  e.  B  /\  (
y  +Q  x ) 
<Q  w ) )  -> 
( ( y  +Q  z )  e.  B  /\  x  <Q  z ) )
4443eximi 1582 . . . . . . . 8  |-  ( E. z E. w ( w  =  ( y  +Q  z )  /\  ( w  e.  B  /\  ( y  +Q  x
)  <Q  w ) )  ->  E. z ( ( y  +Q  z )  e.  B  /\  x  <Q  z ) )
453, 34, 443syl 19 . . . . . . 7  |-  ( ( B  e.  P.  /\  ( y  +Q  x
)  e.  B )  ->  E. z ( ( y  +Q  z )  e.  B  /\  x  <Q  z ) )
4645anim2i 553 . . . . . 6  |-  ( ( -.  y  e.  A  /\  ( B  e.  P.  /\  ( y  +Q  x
)  e.  B ) )  ->  ( -.  y  e.  A  /\  E. z ( ( y  +Q  z )  e.  B  /\  x  <Q  z ) ) )
4746an12s 777 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  P.  /\  ( -.  y  e.  A  /\  ( y  +Q  x )  e.  B
) )  ->  ( -.  y  e.  A  /\  E. z ( ( y  +Q  z )  e.  B  /\  x  <Q  z ) ) )
48 19.42v 1924 . . . . 5  |-  ( E. z ( -.  y  e.  A  /\  (
( y  +Q  z
)  e.  B  /\  x  <Q  z ) )  <-> 
( -.  y  e.  A  /\  E. z
( ( y  +Q  z )  e.  B  /\  x  <Q  z ) ) )
4947, 48sylibr 204 . . . 4  |-  ( ( B  e.  P.  /\  ( -.  y  e.  A  /\  ( y  +Q  x )  e.  B
) )  ->  E. z
( -.  y  e.  A  /\  ( ( y  +Q  z )  e.  B  /\  x  <Q  z ) ) )
5049ex 424 . . 3  |-  ( B  e.  P.  ->  (
( -.  y  e.  A  /\  ( y  +Q  x )  e.  B )  ->  E. z
( -.  y  e.  A  /\  ( ( y  +Q  z )  e.  B  /\  x  <Q  z ) ) ) )
5150eximdv 1629 . 2  |-  ( B  e.  P.  ->  ( E. y ( -.  y  e.  A  /\  (
y  +Q  x )  e.  B )  ->  E. y E. z ( -.  y  e.  A  /\  ( ( y  +Q  z )  e.  B  /\  x  <Q  z ) ) ) )
52 ltexprlem.1 . . 3  |-  C  =  { x  |  E. y ( -.  y  e.  A  /\  (
y  +Q  x )  e.  B ) }
5352abeq2i 2515 . 2  |-  ( x  e.  C  <->  E. y
( -.  y  e.  A  /\  ( y  +Q  x )  e.  B ) )
54 vex 2923 . . . . . . 7  |-  z  e. 
_V
55 oveq2 6052 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  z  ->  (
y  +Q  x )  =  ( y  +Q  z ) )
5655eleq1d 2474 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  z  ->  (
( y  +Q  x
)  e.  B  <->  ( y  +Q  z )  e.  B
) )
5756anbi2d 685 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  z  ->  (
( -.  y  e.  A  /\  ( y  +Q  x )  e.  B )  <->  ( -.  y  e.  A  /\  ( y  +Q  z
)  e.  B ) ) )
5857exbidv 1633 . . . . . . 7  |-  ( x  =  z  ->  ( E. y ( -.  y  e.  A  /\  (
y  +Q  x )  e.  B )  <->  E. y
( -.  y  e.  A  /\  ( y  +Q  z )  e.  B ) ) )
5954, 58, 52elab2 3049 . . . . . 6  |-  ( z  e.  C  <->  E. y
( -.  y  e.  A  /\  ( y  +Q  z )  e.  B ) )
6059anbi1i 677 . . . . 5  |-  ( ( z  e.  C  /\  x  <Q  z )  <->  ( E. y ( -.  y  e.  A  /\  (
y  +Q  z )  e.  B )  /\  x  <Q  z ) )
61 19.41v 1920 . . . . 5  |-  ( E. y ( ( -.  y  e.  A  /\  ( y  +Q  z
)  e.  B )  /\  x  <Q  z
)  <->  ( E. y
( -.  y  e.  A  /\  ( y  +Q  z )  e.  B )  /\  x  <Q  z ) )
62 anass 631 . . . . . 6  |-  ( ( ( -.  y  e.  A  /\  ( y  +Q  z )  e.  B )  /\  x  <Q  z )  <->  ( -.  y  e.  A  /\  ( ( y  +Q  z )  e.  B  /\  x  <Q  z ) ) )
6362exbii 1589 . . . . 5  |-  ( E. y ( ( -.  y  e.  A  /\  ( y  +Q  z
)  e.  B )  /\  x  <Q  z
)  <->  E. y ( -.  y  e.  A  /\  ( ( y  +Q  z )  e.  B  /\  x  <Q  z ) ) )
6460, 61, 633bitr2i 265 . . . 4  |-  ( ( z  e.  C  /\  x  <Q  z )  <->  E. y
( -.  y  e.  A  /\  ( ( y  +Q  z )  e.  B  /\  x  <Q  z ) ) )
6564exbii 1589 . . 3  |-  ( E. z ( z  e.  C  /\  x  <Q  z )  <->  E. z E. y
( -.  y  e.  A  /\  ( ( y  +Q  z )  e.  B  /\  x  <Q  z ) ) )
66 excom 1752 . . 3  |-  ( E. y E. z ( -.  y  e.  A  /\  ( ( y  +Q  z )  e.  B  /\  x  <Q  z ) )  <->  E. z E. y
( -.  y  e.  A  /\  ( ( y  +Q  z )  e.  B  /\  x  <Q  z ) ) )
6765, 66bitr4i 244 . 2  |-  ( E. z ( z  e.  C  /\  x  <Q  z )  <->  E. y E. z
( -.  y  e.  A  /\  ( ( y  +Q  z )  e.  B  /\  x  <Q  z ) ) )
6851, 53, 673imtr4g 262 1  |-  ( B  e.  P.  ->  (
x  e.  C  ->  E. z ( z  e.  C  /\  x  <Q  z ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 359   E.wex 1547    = wceq 1649    e. wcel 1721   {cab 2394   E.wrex 2671   class class class wbr 4176    X. cxp 4839  (class class class)co 6044   Q.cnq 8687    +Q cplq 8690    <Q cltq 8693   P.cnp 8694
This theorem is referenced by:  ltexprlem5  8877
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2389  ax-sep 4294  ax-nul 4302  ax-pow 4341  ax-pr 4367  ax-un 4664
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2262  df-mo 2263  df-clab 2395  df-cleq 2401  df-clel 2404  df-nfc 2533  df-ne 2573  df-ral 2675  df-rex 2676  df-reu 2677  df-rmo 2678  df-rab 2679  df-v 2922  df-sbc 3126  df-csb 3216  df-dif 3287  df-un 3289  df-in 3291  df-ss 3298  df-pss 3300  df-nul 3593  df-if 3704  df-pw 3765  df-sn 3784  df-pr 3785  df-tp 3786  df-op 3787  df-uni 3980  df-int 4015  df-iun 4059  df-br 4177  df-opab 4231  df-mpt 4232  df-tr 4267  df-eprel 4458  df-id 4462  df-po 4467  df-so 4468  df-fr 4505  df-we 4507  df-ord 4548  df-on 4549  df-lim 4550  df-suc 4551  df-om 4809  df-xp 4847  df-rel 4848  df-cnv 4849  df-co 4850  df-dm 4851  df-rn 4852  df-res 4853  df-ima 4854  df-iota 5381  df-fun 5419  df-fn 5420  df-f 5421  df-f1 5422  df-fo 5423  df-f1o 5424  df-fv 5425  df-ov 6047  df-oprab 6048  df-mpt2 6049  df-1st 6312  df-2nd 6313  df-recs 6596  df-rdg 6631  df-1o 6687  df-oadd 6691  df-omul 6692  df-er 6868  df-ni 8709  df-pli 8710  df-mi 8711  df-lti 8712  df-plpq 8745  df-mpq 8746  df-ltpq 8747  df-enq 8748  df-nq 8749  df-erq 8750  df-plq 8751  df-mq 8752  df-1nq 8753  df-ltnq 8755  df-np 8818
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