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Theorem apdiff 16678
Description: The irrationals (reals apart from any rational) are exactly those reals that are a different distance from every rational. (Contributed by Jim Kingdon, 17-May-2024.)
Assertion
Ref Expression
apdiff  |-  ( A  e.  RR  ->  ( A. q  e.  QQ  A #  q  <->  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  (
q  =/=  r  -> 
( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) ) ) )
Distinct variable group:    A, q, r

Proof of Theorem apdiff
Dummy variable  s is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 breq2 4092 . . 3  |-  ( q  =  s  ->  ( A #  q  <->  A #  s )
)
21cbvralv 2767 . 2  |-  ( A. q  e.  QQ  A #  q 
<-> 
A. s  e.  QQ  A #  s )
3 simplll 535 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  ->  A  e.  RR )
43adantr 276 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  q  <  r )  ->  A  e.  RR )
5 simplrl 537 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
q  e.  QQ )
65adantr 276 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  q  <  r )  ->  q  e.  QQ )
7 simplrr 538 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
r  e.  QQ )
87adantr 276 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  q  <  r )  ->  r  e.  QQ )
9 simpr 110 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  q  <  r )  ->  q  <  r )
10 breq2 4092 . . . . . . . . . 10  |-  ( s  =  ( ( q  +  r )  / 
2 )  ->  ( A #  s  <->  A #  ( (
q  +  r )  /  2 ) ) )
11 simpllr 536 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  ->  A. s  e.  QQ  A #  s )
12 qaddcl 9869 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )  ->  ( q  +  r )  e.  QQ )
135, 7, 12syl2anc 411 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
( q  +  r )  e.  QQ )
14 2z 9507 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  e.  ZZ
15 zq 9860 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( 2  e.  ZZ  ->  2  e.  QQ )
1614, 15mp1i 10 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
2  e.  QQ )
17 2ne0 9235 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  =/=  0
1817a1i 9 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
2  =/=  0 )
19 qdivcl 9877 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( q  +  r )  e.  QQ  /\  2  e.  QQ  /\  2  =/=  0 )  ->  (
( q  +  r )  /  2 )  e.  QQ )
2013, 16, 18, 19syl3anc 1273 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
( ( q  +  r )  /  2
)  e.  QQ )
2110, 11, 20rspcdva 2915 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  ->  A #  ( ( q  +  r )  /  2
) )
223recnd 8208 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  ->  A  e.  CC )
23 qcn 9868 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( q  +  r )  /  2 )  e.  QQ  ->  (
( q  +  r )  /  2 )  e.  CC )
2420, 23syl 14 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
( ( q  +  r )  /  2
)  e.  CC )
25 apsym 8786 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  CC  /\  ( ( q  +  r )  /  2
)  e.  CC )  ->  ( A #  (
( q  +  r )  /  2 )  <-> 
( ( q  +  r )  /  2
) #  A ) )
2622, 24, 25syl2anc 411 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
( A #  ( ( q  +  r )  /  2 )  <->  ( (
q  +  r )  /  2 ) #  A
) )
2721, 26mpbid 147 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
( ( q  +  r )  /  2
) #  A )
2827adantr 276 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  q  <  r )  ->  (
( q  +  r )  /  2 ) #  A )
294, 6, 8, 9, 28apdifflemf 16676 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  q  <  r )  ->  ( abs `  ( A  -  q ) ) #  ( abs `  ( A  -  r ) ) )
303adantr 276 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  r  <  q )  ->  A  e.  RR )
317adantr 276 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  r  <  q )  ->  r  e.  QQ )
325adantr 276 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  r  <  q )  ->  q  e.  QQ )
33 simpr 110 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  r  <  q )  ->  r  <  q )
34 qcn 9868 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( q  e.  QQ  ->  q  e.  CC )
355, 34syl 14 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
q  e.  CC )
36 qcn 9868 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( r  e.  QQ  ->  r  e.  CC )
377, 36syl 14 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
r  e.  CC )
3835, 37addcomd 8330 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
( q  +  r )  =  ( r  +  q ) )
3938oveq1d 6033 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
( ( q  +  r )  /  2
)  =  ( ( r  +  q )  /  2 ) )
4039, 27eqbrtrrd 4112 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
( ( r  +  q )  /  2
) #  A )
4140adantr 276 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  r  <  q )  ->  (
( r  +  q )  /  2 ) #  A )
4230, 31, 32, 33, 41apdifflemf 16676 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  r  <  q )  ->  ( abs `  ( A  -  r ) ) #  ( abs `  ( A  -  q ) ) )
4322adantr 276 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  r  <  q )  ->  A  e.  CC )
4431, 36syl 14 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  r  <  q )  ->  r  e.  CC )
4543, 44subcld 8490 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  r  <  q )  ->  ( A  -  r )  e.  CC )
4645abscld 11746 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  r  <  q )  ->  ( abs `  ( A  -  r ) )  e.  RR )
4746recnd 8208 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  r  <  q )  ->  ( abs `  ( A  -  r ) )  e.  CC )
4832, 34syl 14 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  r  <  q )  ->  q  e.  CC )
4943, 48subcld 8490 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  r  <  q )  ->  ( A  -  q )  e.  CC )
5049abscld 11746 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  r  <  q )  ->  ( abs `  ( A  -  q ) )  e.  RR )
5150recnd 8208 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  r  <  q )  ->  ( abs `  ( A  -  q ) )  e.  CC )
52 apsym 8786 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( abs `  ( A  -  r )
)  e.  CC  /\  ( abs `  ( A  -  q ) )  e.  CC )  -> 
( ( abs `  ( A  -  r )
) #  ( abs `  ( A  -  q )
)  <->  ( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) ) )
5347, 51, 52syl2anc 411 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  r  <  q )  ->  (
( abs `  ( A  -  r )
) #  ( abs `  ( A  -  q )
)  <->  ( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) ) )
5442, 53mpbid 147 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  /\  q  =/=  r )  /\  r  <  q )  ->  ( abs `  ( A  -  q ) ) #  ( abs `  ( A  -  r ) ) )
55 simpr 110 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
q  =/=  r )
56 qlttri2 9875 . . . . . . . 8  |-  ( ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )  ->  ( q  =/=  r  <->  ( q  <  r  \/  r  <  q ) ) )
575, 7, 56syl2anc 411 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
( q  =/=  r  <->  ( q  <  r  \/  r  <  q ) ) )
5855, 57mpbid 147 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
( q  <  r  \/  r  <  q ) )
5929, 54, 58mpjaodan 805 . . . . 5  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  ( q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ ) )  /\  q  =/=  r )  -> 
( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) )
6059ex 115 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\ 
A. s  e.  QQ  A #  s )  /\  (
q  e.  QQ  /\  r  e.  QQ )
)  ->  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )
6160ralrimivva 2614 . . 3  |-  ( ( A  e.  RR  /\  A. s  e.  QQ  A #  s )  ->  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )
62 simpll 527 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\ 
A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  (
q  =/=  r  -> 
( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) ) )  /\  s  e.  QQ )  ->  A  e.  RR )
63 simpr 110 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\ 
A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  (
q  =/=  r  -> 
( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) ) )  /\  s  e.  QQ )  ->  s  e.  QQ )
64 simplr 529 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\ 
A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  (
q  =/=  r  -> 
( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) ) )  /\  s  e.  QQ )  ->  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  (
q  =/=  r  -> 
( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) ) )
65 neg1rr 9249 . . . . . . . 8  |-  -u 1  e.  RR
66 neg1lt0 9251 . . . . . . . . 9  |-  -u 1  <  0
67 0lt1 8306 . . . . . . . . 9  |-  0  <  1
68 0re 8179 . . . . . . . . . 10  |-  0  e.  RR
69 1re 8178 . . . . . . . . . 10  |-  1  e.  RR
7065, 68, 69lttri 8284 . . . . . . . . 9  |-  ( (
-u 1  <  0  /\  0  <  1
)  ->  -u 1  <  1 )
7166, 67, 70mp2an 426 . . . . . . . 8  |-  -u 1  <  1
7265, 71ltneii 8276 . . . . . . 7  |-  -u 1  =/=  1
7372a1i 9 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\ 
A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  (
q  =/=  r  -> 
( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) ) )  /\  s  e.  QQ )  -> 
-u 1  =/=  1
)
74 neg1z 9511 . . . . . . . 8  |-  -u 1  e.  ZZ
75 zq 9860 . . . . . . . 8  |-  ( -u
1  e.  ZZ  ->  -u
1  e.  QQ )
7674, 75mp1i 10 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\ 
A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  (
q  =/=  r  -> 
( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) ) )  /\  s  e.  QQ )  -> 
-u 1  e.  QQ )
77 1z 9505 . . . . . . . 8  |-  1  e.  ZZ
78 zq 9860 . . . . . . . 8  |-  ( 1  e.  ZZ  ->  1  e.  QQ )
7977, 78mp1i 10 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\ 
A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  (
q  =/=  r  -> 
( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) ) )  /\  s  e.  QQ )  ->  1  e.  QQ )
80 simpl 109 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( q  =  -u 1  /\  r  =  1
)  ->  q  =  -u 1 )
81 simpr 110 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( q  =  -u 1  /\  r  =  1
)  ->  r  = 
1 )
8280, 81neeq12d 2422 . . . . . . . . 9  |-  ( ( q  =  -u 1  /\  r  =  1
)  ->  ( q  =/=  r  <->  -u 1  =/=  1
) )
8380oveq2d 6034 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( q  =  -u 1  /\  r  =  1
)  ->  ( A  -  q )  =  ( A  -  -u 1
) )
8483fveq2d 5643 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( q  =  -u 1  /\  r  =  1
)  ->  ( abs `  ( A  -  q
) )  =  ( abs `  ( A  -  -u 1 ) ) )
8581oveq2d 6034 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( q  =  -u 1  /\  r  =  1
)  ->  ( A  -  r )  =  ( A  -  1 ) )
8685fveq2d 5643 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( q  =  -u 1  /\  r  =  1
)  ->  ( abs `  ( A  -  r
) )  =  ( abs `  ( A  -  1 ) ) )
8784, 86breq12d 4101 . . . . . . . . 9  |-  ( ( q  =  -u 1  /\  r  =  1
)  ->  ( ( abs `  ( A  -  q ) ) #  ( abs `  ( A  -  r ) )  <-> 
( abs `  ( A  -  -u 1 ) ) #  ( abs `  ( A  -  1 ) ) ) )
8882, 87imbi12d 234 . . . . . . . 8  |-  ( ( q  =  -u 1  /\  r  =  1
)  ->  ( (
q  =/=  r  -> 
( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) )  <->  ( -u 1  =/=  1  ->  ( abs `  ( A  -  -u 1
) ) #  ( abs `  ( A  -  1 ) ) ) ) )
8988rspc2gv 2922 . . . . . . 7  |-  ( (
-u 1  e.  QQ  /\  1  e.  QQ )  ->  ( A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) )  -> 
( -u 1  =/=  1  ->  ( abs `  ( A  -  -u 1 ) ) #  ( abs `  ( A  -  1 ) ) ) ) )
9076, 79, 89syl2anc 411 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\ 
A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  (
q  =/=  r  -> 
( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) ) )  /\  s  e.  QQ )  ->  ( A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) )  -> 
( -u 1  =/=  1  ->  ( abs `  ( A  -  -u 1 ) ) #  ( abs `  ( A  -  1 ) ) ) ) )
9164, 73, 90mp2d 47 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\ 
A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  (
q  =/=  r  -> 
( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) ) )  /\  s  e.  QQ )  ->  ( abs `  ( A  -  -u 1 ) ) #  ( abs `  ( A  -  1 ) ) )
92 simpllr 536 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )
93 2cnd 9216 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  2  e.  CC )
94 simplr 529 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  s  e.  QQ )
95 qcn 9868 . . . . . . . . . 10  |-  ( s  e.  QQ  ->  s  e.  CC )
9694, 95syl 14 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  s  e.  CC )
97 2ap0 9236 . . . . . . . . . 10  |-  2 #  0
9897a1i 9 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  2 #  0
)
99 simpr 110 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  s  =/=  0 )
100 0z 9490 . . . . . . . . . . . 12  |-  0  e.  ZZ
101 zq 9860 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( 0  e.  ZZ  ->  0  e.  QQ )
102100, 101mp1i 10 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  0  e.  QQ )
103 qapne 9873 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( s  e.  QQ  /\  0  e.  QQ )  ->  ( s #  0  <->  s  =/=  0 ) )
10494, 102, 103syl2anc 411 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  ( s #  0 
<->  s  =/=  0 ) )
10599, 104mpbird 167 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  s #  0
)
10693, 96, 98, 105mulap0d 8838 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  ( 2  x.  s ) #  0 )
10714, 15mp1i 10 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  2  e.  QQ )
108 qmulcl 9871 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 2  e.  QQ  /\  s  e.  QQ )  ->  ( 2  x.  s
)  e.  QQ )
109107, 94, 108syl2anc 411 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  ( 2  x.  s )  e.  QQ )
110 qcn 9868 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 2  x.  s )  e.  QQ  ->  (
2  x.  s )  e.  CC )
111109, 110syl 14 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  ( 2  x.  s )  e.  CC )
112 0cnd 8172 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  0  e.  CC )
113 apsym 8786 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( 2  x.  s
)  e.  CC  /\  0  e.  CC )  ->  ( ( 2  x.  s ) #  0  <->  0 #  ( 2  x.  s
) ) )
114111, 112, 113syl2anc 411 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  ( (
2  x.  s ) #  0  <->  0 #  ( 2  x.  s ) ) )
115106, 114mpbid 147 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  0 #  (
2  x.  s ) )
116 qapne 9873 . . . . . . . 8  |-  ( ( 0  e.  QQ  /\  ( 2  x.  s
)  e.  QQ )  ->  ( 0 #  ( 2  x.  s )  <->  0  =/=  ( 2  x.  s ) ) )
117102, 109, 116syl2anc 411 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  ( 0 #  ( 2  x.  s
)  <->  0  =/=  (
2  x.  s ) ) )
118115, 117mpbid 147 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  0  =/=  ( 2  x.  s
) )
119 simpl 109 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( q  =  0  /\  r  =  ( 2  x.  s ) )  ->  q  =  0 )
120 simpr 110 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( q  =  0  /\  r  =  ( 2  x.  s ) )  ->  r  =  ( 2  x.  s ) )
121119, 120neeq12d 2422 . . . . . . . . 9  |-  ( ( q  =  0  /\  r  =  ( 2  x.  s ) )  ->  ( q  =/=  r  <->  0  =/=  (
2  x.  s ) ) )
122119oveq2d 6034 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( q  =  0  /\  r  =  ( 2  x.  s ) )  ->  ( A  -  q )  =  ( A  -  0 ) )
123122fveq2d 5643 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( q  =  0  /\  r  =  ( 2  x.  s ) )  ->  ( abs `  ( A  -  q )
)  =  ( abs `  ( A  -  0 ) ) )
124120oveq2d 6034 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( q  =  0  /\  r  =  ( 2  x.  s ) )  ->  ( A  -  r )  =  ( A  -  ( 2  x.  s ) ) )
125124fveq2d 5643 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( q  =  0  /\  r  =  ( 2  x.  s ) )  ->  ( abs `  ( A  -  r )
)  =  ( abs `  ( A  -  (
2  x.  s ) ) ) )
126123, 125breq12d 4101 . . . . . . . . 9  |-  ( ( q  =  0  /\  r  =  ( 2  x.  s ) )  ->  ( ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) )  <->  ( abs `  ( A  -  0 ) ) #  ( abs `  ( A  -  (
2  x.  s ) ) ) ) )
127121, 126imbi12d 234 . . . . . . . 8  |-  ( ( q  =  0  /\  r  =  ( 2  x.  s ) )  ->  ( ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q ) ) #  ( abs `  ( A  -  r ) ) )  <->  ( 0  =/=  ( 2  x.  s
)  ->  ( abs `  ( A  -  0 ) ) #  ( abs `  ( A  -  (
2  x.  s ) ) ) ) ) )
128127rspc2gv 2922 . . . . . . 7  |-  ( ( 0  e.  QQ  /\  ( 2  x.  s
)  e.  QQ )  ->  ( A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) )  -> 
( 0  =/=  (
2  x.  s )  ->  ( abs `  ( A  -  0 ) ) #  ( abs `  ( A  -  ( 2  x.  s ) ) ) ) ) )
129102, 109, 128syl2anc 411 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  ( A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) )  -> 
( 0  =/=  (
2  x.  s )  ->  ( abs `  ( A  -  0 ) ) #  ( abs `  ( A  -  ( 2  x.  s ) ) ) ) ) )
13092, 118, 129mp2d 47 . . . . 5  |-  ( ( ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  ( q  =/=  r  ->  ( abs `  ( A  -  q
) ) #  ( abs `  ( A  -  r
) ) ) )  /\  s  e.  QQ )  /\  s  =/=  0
)  ->  ( abs `  ( A  -  0 ) ) #  ( abs `  ( A  -  (
2  x.  s ) ) ) )
13162, 63, 91, 130apdifflemr 16677 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  RR  /\ 
A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  (
q  =/=  r  -> 
( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) ) )  /\  s  e.  QQ )  ->  A #  s )
132131ralrimiva 2605 . . 3  |-  ( ( A  e.  RR  /\  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  (
q  =/=  r  -> 
( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) ) )  ->  A. s  e.  QQ  A #  s )
13361, 132impbida 600 . 2  |-  ( A  e.  RR  ->  ( A. s  e.  QQ  A #  s  <->  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  (
q  =/=  r  -> 
( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) ) ) )
1342, 133bitrid 192 1  |-  ( A  e.  RR  ->  ( A. q  e.  QQ  A #  q  <->  A. q  e.  QQ  A. r  e.  QQ  (
q  =/=  r  -> 
( abs `  ( A  -  q )
) #  ( abs `  ( A  -  r )
) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 104    <-> wb 105    \/ wo 715    = wceq 1397    e. wcel 2202    =/= wne 2402   A.wral 2510   class class class wbr 4088   ` cfv 5326  (class class class)co 6018   CCcc 8030   RRcr 8031   0cc0 8032   1c1 8033    + caddc 8035    x. cmul 8037    < clt 8214    - cmin 8350   -ucneg 8351   # cap 8761    / cdiv 8852   2c2 9194   ZZcz 9479   QQcq 9853   abscabs 11562
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 619  ax-in2 620  ax-io 716  ax-5 1495  ax-7 1496  ax-gen 1497  ax-ie1 1541  ax-ie2 1542  ax-8 1552  ax-10 1553  ax-11 1554  ax-i12 1555  ax-bndl 1557  ax-4 1558  ax-17 1574  ax-i9 1578  ax-ial 1582  ax-i5r 1583  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4204  ax-sep 4207  ax-nul 4215  ax-pow 4264  ax-pr 4299  ax-un 4530  ax-setind 4635  ax-iinf 4686  ax-cnex 8123  ax-resscn 8124  ax-1cn 8125  ax-1re 8126  ax-icn 8127  ax-addcl 8128  ax-addrcl 8129  ax-mulcl 8130  ax-mulrcl 8131  ax-addcom 8132  ax-mulcom 8133  ax-addass 8134  ax-mulass 8135  ax-distr 8136  ax-i2m1 8137  ax-0lt1 8138  ax-1rid 8139  ax-0id 8140  ax-rnegex 8141  ax-precex 8142  ax-cnre 8143  ax-pre-ltirr 8144  ax-pre-ltwlin 8145  ax-pre-lttrn 8146  ax-pre-apti 8147  ax-pre-ltadd 8148  ax-pre-mulgt0 8149  ax-pre-mulext 8150  ax-arch 8151  ax-caucvg 8152
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 842  df-3or 1005  df-3an 1006  df-tru 1400  df-fal 1403  df-nf 1509  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2363  df-ne 2403  df-nel 2498  df-ral 2515  df-rex 2516  df-reu 2517  df-rmo 2518  df-rab 2519  df-v 2804  df-sbc 3032  df-csb 3128  df-dif 3202  df-un 3204  df-in 3206  df-ss 3213  df-nul 3495  df-if 3606  df-pw 3654  df-sn 3675  df-pr 3676  df-op 3678  df-uni 3894  df-int 3929  df-iun 3972  df-br 4089  df-opab 4151  df-mpt 4152  df-tr 4188  df-id 4390  df-po 4393  df-iso 4394  df-iord 4463  df-on 4465  df-ilim 4466  df-suc 4468  df-iom 4689  df-xp 4731  df-rel 4732  df-cnv 4733  df-co 4734  df-dm 4735  df-rn 4736  df-res 4737  df-ima 4738  df-iota 5286  df-fun 5328  df-fn 5329  df-f 5330  df-f1 5331  df-fo 5332  df-f1o 5333  df-fv 5334  df-riota 5971  df-ov 6021  df-oprab 6022  df-mpo 6023  df-1st 6303  df-2nd 6304  df-recs 6471  df-frec 6557  df-pnf 8216  df-mnf 8217  df-xr 8218  df-ltxr 8219  df-le 8220  df-sub 8352  df-neg 8353  df-reap 8755  df-ap 8762  df-div 8853  df-inn 9144  df-2 9202  df-3 9203  df-4 9204  df-n0 9403  df-z 9480  df-uz 9756  df-q 9854  df-rp 9889  df-seqfrec 10711  df-exp 10802  df-cj 11407  df-re 11408  df-im 11409  df-rsqrt 11563  df-abs 11564
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