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

Theorem archnqq 6920
Description: For any fraction, there is an integer that is greater than it. This is also known as the "archimedean property". (Contributed by Jim Kingdon, 1-Dec-2019.)
Assertion
Ref Expression
archnqq  |-  ( A  e.  Q.  ->  E. x  e.  N.  A  <Q  [ <. x ,  1o >. ]  ~Q  )
Distinct variable group:    x, A

Proof of Theorem archnqq
Dummy variables  w  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nqpi 6881 . 2  |-  ( A  e.  Q.  ->  E. z E. w ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  /\  A  =  [ <. z ,  w >. ]  ~Q  ) )
2 1pi 6818 . . . . . . 7  |-  1o  e.  N.
3 addclpi 6830 . . . . . . 7  |-  ( ( z  e.  N.  /\  1o  e.  N. )  -> 
( z  +N  1o )  e.  N. )
42, 3mpan2 416 . . . . . 6  |-  ( z  e.  N.  ->  (
z  +N  1o )  e.  N. )
54adantr 270 . . . . 5  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( z  +N  1o )  e.  N. )
65adantr 270 . . . 4  |-  ( ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  /\  A  =  [ <. z ,  w >. ]  ~Q  )  ->  (
z  +N  1o )  e.  N. )
7 pinn 6812 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( z  e.  N.  ->  z  e.  om )
8 1onn 6231 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  1o  e.  om
9 nnacl 6195 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( z  e.  om  /\  1o  e.  om )  -> 
( z  +o  1o )  e.  om )
107, 8, 9sylancl 404 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( z  e.  N.  ->  (
z  +o  1o )  e.  om )
1110adantr 270 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( z  +o  1o )  e.  om )
12 nnm1 6235 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( z  +o  1o )  e.  om  ->  (
( z  +o  1o )  .o  1o )  =  ( z  +o  1o ) )
1311, 12syl 14 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( ( z  +o  1o )  .o  1o )  =  ( z  +o  1o ) )
14 elni2 6817 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( w  e.  N.  <->  ( w  e.  om  /\  (/)  e.  w
) )
15 nnord 4399 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( w  e.  om  ->  Ord  w )
16 ordgt0ge1 6153 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( Ord  w  ->  ( (/)  e.  w  <->  1o  C_  w ) )
1716biimpa 290 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( Ord  w  /\  (/)  e.  w
)  ->  1o  C_  w
)
1815, 17sylan 277 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( w  e.  om  /\  (/) 
e.  w )  ->  1o  C_  w )
1914, 18sylbi 119 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( w  e.  N.  ->  1o  C_  w )
2019adantl 271 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  1o  C_  w )
21 pinn 6812 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( w  e.  N.  ->  w  e.  om )
2221adantl 271 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  w  e.  om )
23 nnaword1 6224 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( z  e.  om  /\  1o  e.  om )  -> 
z  C_  ( z  +o  1o ) )
247, 8, 23sylancl 404 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( z  e.  N.  ->  z  C_  ( z  +o  1o ) )
25 elni2 6817 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( z  e.  N.  <->  ( z  e.  om  /\  (/)  e.  z ) )
2625simprbi 269 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( z  e.  N.  ->  (/)  e.  z )
2724, 26sseldd 3015 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( z  e.  N.  ->  (/)  e.  ( z  +o  1o ) )
2827adantr 270 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  -> 
(/)  e.  ( z  +o  1o ) )
29 nnmword 6229 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( 1o  e.  om  /\  w  e.  om  /\  ( z  +o  1o )  e.  om )  /\  (/)  e.  ( z  +o  1o ) )  ->  ( 1o  C_  w 
<->  ( ( z  +o  1o )  .o  1o )  C_  ( ( z  +o  1o )  .o  w ) ) )
308, 29mp3anl1 1265 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( w  e.  om  /\  ( z  +o  1o )  e.  om )  /\  (/)  e.  ( z  +o  1o ) )  ->  ( 1o  C_  w 
<->  ( ( z  +o  1o )  .o  1o )  C_  ( ( z  +o  1o )  .o  w ) ) )
3122, 11, 28, 30syl21anc 1171 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( 1o  C_  w  <->  ( ( z  +o  1o )  .o  1o )  C_  ( ( z  +o  1o )  .o  w
) ) )
3220, 31mpbid 145 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( ( z  +o  1o )  .o  1o )  C_  ( ( z  +o  1o )  .o  w ) )
3313, 32eqsstr3d 3050 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( z  +o  1o )  C_  ( ( z  +o  1o )  .o  w ) )
34 nna0 6189 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( z  e.  om  ->  (
z  +o  (/) )  =  z )
35 0lt1o 6158 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  (/)  e.  1o
36 nnaordi 6219 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( 1o  e.  om  /\  z  e.  om )  ->  ( (/)  e.  1o  ->  ( z  +o  (/) )  e.  ( z  +o  1o ) ) )
378, 36mpan 415 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( z  e.  om  ->  ( (/) 
e.  1o  ->  ( z  +o  (/) )  e.  ( z  +o  1o ) ) )
3835, 37mpi 15 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( z  e.  om  ->  (
z  +o  (/) )  e.  ( z  +o  1o ) )
3934, 38eqeltrrd 2162 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z  e.  om  ->  z  e.  ( z  +o  1o ) )
407, 39syl 14 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  e.  N.  ->  z  e.  ( z  +o  1o ) )
4140adantr 270 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  z  e.  ( z  +o  1o ) )
4233, 41sseldd 3015 . . . . . . . . 9  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  z  e.  ( ( z  +o  1o )  .o  w ) )
43 mulclpi 6831 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( z  +N  1o )  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  (
( z  +N  1o )  .N  w )  e. 
N. )
444, 43sylan 277 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( ( z  +N  1o )  .N  w
)  e.  N. )
45 ltpiord 6822 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( z  e.  N.  /\  ( ( z  +N  1o )  .N  w
)  e.  N. )  ->  ( z  <N  (
( z  +N  1o )  .N  w )  <->  z  e.  ( ( z  +N  1o )  .N  w
) ) )
4644, 45syldan 276 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( z  <N  (
( z  +N  1o )  .N  w )  <->  z  e.  ( ( z  +N  1o )  .N  w
) ) )
47 mulpiord 6820 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( z  +N  1o )  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  (
( z  +N  1o )  .N  w )  =  ( ( z  +N  1o )  .o  w
) )
484, 47sylan 277 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( ( z  +N  1o )  .N  w
)  =  ( ( z  +N  1o )  .o  w ) )
49 addpiord 6819 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( z  e.  N.  /\  1o  e.  N. )  -> 
( z  +N  1o )  =  ( z  +o  1o ) )
502, 49mpan2 416 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( z  e.  N.  ->  (
z  +N  1o )  =  ( z  +o  1o ) )
5150adantr 270 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( z  +N  1o )  =  ( z  +o  1o ) )
5251oveq1d 5628 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( ( z  +N  1o )  .o  w
)  =  ( ( z  +o  1o )  .o  w ) )
5348, 52eqtrd 2117 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( ( z  +N  1o )  .N  w
)  =  ( ( z  +o  1o )  .o  w ) )
5453eleq2d 2154 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( z  e.  ( ( z  +N  1o )  .N  w )  <->  z  e.  ( ( z  +o  1o )  .o  w
) ) )
5546, 54bitrd 186 . . . . . . . . 9  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( z  <N  (
( z  +N  1o )  .N  w )  <->  z  e.  ( ( z  +o  1o )  .o  w
) ) )
5642, 55mpbird 165 . . . . . . . 8  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  z  <N  ( (
z  +N  1o )  .N  w ) )
57 mulcompig 6834 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( z  +N  1o )  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  (
( z  +N  1o )  .N  w )  =  ( w  .N  (
z  +N  1o ) ) )
584, 57sylan 277 . . . . . . . . 9  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( ( z  +N  1o )  .N  w
)  =  ( w  .N  ( z  +N  1o ) ) )
5958breq2d 3832 . . . . . . . 8  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( z  <N  (
( z  +N  1o )  .N  w )  <->  z  <N  ( w  .N  ( z  +N  1o ) ) ) )
6056, 59mpbid 145 . . . . . . 7  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  z  <N  ( w  .N  ( z  +N  1o ) ) )
615, 2jctir 306 . . . . . . . . 9  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( ( z  +N  1o )  e.  N.  /\  1o  e.  N. )
)
62 ordpipqqs 6877 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  /\  ( ( z  +N  1o )  e.  N.  /\  1o  e.  N. )
)  ->  ( [ <. z ,  w >. ]  ~Q  <Q  [ <. (
z  +N  1o ) ,  1o >. ]  ~Q  <->  ( z  .N  1o ) 
<N  ( w  .N  (
z  +N  1o ) ) ) )
6361, 62mpdan 412 . . . . . . . 8  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( [ <. z ,  w >. ]  ~Q  <Q  [
<. ( z  +N  1o ) ,  1o >. ]  ~Q  <->  ( z  .N  1o ) 
<N  ( w  .N  (
z  +N  1o ) ) ) )
64 mulidpi 6821 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  e.  N.  ->  (
z  .N  1o )  =  z )
6564adantr 270 . . . . . . . . 9  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( z  .N  1o )  =  z )
6665breq1d 3830 . . . . . . . 8  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( ( z  .N  1o )  <N  (
w  .N  ( z  +N  1o ) )  <-> 
z  <N  ( w  .N  ( z  +N  1o ) ) ) )
6763, 66bitrd 186 . . . . . . 7  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  ( [ <. z ,  w >. ]  ~Q  <Q  [
<. ( z  +N  1o ) ,  1o >. ]  ~Q  <->  z 
<N  ( w  .N  (
z  +N  1o ) ) ) )
6860, 67mpbird 165 . . . . . 6  |-  ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  ->  [ <. z ,  w >. ]  ~Q  <Q  [ <. ( z  +N  1o ) ,  1o >. ]  ~Q  )
6968adantr 270 . . . . 5  |-  ( ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  /\  A  =  [ <. z ,  w >. ]  ~Q  )  ->  [ <. z ,  w >. ]  ~Q  <Q  [ <. ( z  +N  1o ) ,  1o >. ]  ~Q  )
70 breq1 3823 . . . . . 6  |-  ( A  =  [ <. z ,  w >. ]  ~Q  ->  ( A  <Q  [ <. (
z  +N  1o ) ,  1o >. ]  ~Q  <->  [
<. z ,  w >. ]  ~Q  <Q  [ <. (
z  +N  1o ) ,  1o >. ]  ~Q  ) )
7170adantl 271 . . . . 5  |-  ( ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  /\  A  =  [ <. z ,  w >. ]  ~Q  )  ->  ( A  <Q  [ <. (
z  +N  1o ) ,  1o >. ]  ~Q  <->  [
<. z ,  w >. ]  ~Q  <Q  [ <. (
z  +N  1o ) ,  1o >. ]  ~Q  ) )
7269, 71mpbird 165 . . . 4  |-  ( ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  /\  A  =  [ <. z ,  w >. ]  ~Q  )  ->  A  <Q  [ <. ( z  +N  1o ) ,  1o >. ]  ~Q  )
73 opeq1 3605 . . . . . . 7  |-  ( x  =  ( z  +N  1o )  ->  <. x ,  1o >.  =  <. ( z  +N  1o ) ,  1o >. )
7473eceq1d 6280 . . . . . 6  |-  ( x  =  ( z  +N  1o )  ->  [ <. x ,  1o >. ]  ~Q  =  [ <. ( z  +N  1o ) ,  1o >. ]  ~Q  )
7574breq2d 3832 . . . . 5  |-  ( x  =  ( z  +N  1o )  ->  ( A  <Q  [ <. x ,  1o >. ]  ~Q  <->  A  <Q  [
<. ( z  +N  1o ) ,  1o >. ]  ~Q  ) )
7675rspcev 2715 . . . 4  |-  ( ( ( z  +N  1o )  e.  N.  /\  A  <Q  [ <. ( z  +N  1o ) ,  1o >. ]  ~Q  )  ->  E. x  e.  N.  A  <Q  [ <. x ,  1o >. ]  ~Q  )
776, 72, 76syl2anc 403 . . 3  |-  ( ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  /\  A  =  [ <. z ,  w >. ]  ~Q  )  ->  E. x  e.  N.  A  <Q  [ <. x ,  1o >. ]  ~Q  )
7877exlimivv 1821 . 2  |-  ( E. z E. w ( ( z  e.  N.  /\  w  e.  N. )  /\  A  =  [ <. z ,  w >. ]  ~Q  )  ->  E. x  e.  N.  A  <Q  [ <. x ,  1o >. ]  ~Q  )
791, 78syl 14 1  |-  ( A  e.  Q.  ->  E. x  e.  N.  A  <Q  [ <. x ,  1o >. ]  ~Q  )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 102    <-> wb 103    = wceq 1287   E.wex 1424    e. wcel 1436   E.wrex 2356    C_ wss 2988   (/)c0 3275   <.cop 3434   class class class wbr 3820   Ord word 4163   omcom 4378  (class class class)co 5613   1oc1o 6128    +o coa 6132    .o comu 6133   [cec 6242   N.cnpi 6775    +N cpli 6776    .N cmi 6777    <N clti 6778    ~Q ceq 6782   Q.cnq 6783    <Q cltq 6788
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 104  ax-ia2 105  ax-ia3 106  ax-in1 577  ax-in2 578  ax-io 663  ax-5 1379  ax-7 1380  ax-gen 1381  ax-ie1 1425  ax-ie2 1426  ax-8 1438  ax-10 1439  ax-11 1440  ax-i12 1441  ax-bndl 1442  ax-4 1443  ax-13 1447  ax-14 1448  ax-17 1462  ax-i9 1466  ax-ial 1470  ax-i5r 1471  ax-ext 2067  ax-coll 3929  ax-sep 3932  ax-nul 3940  ax-pow 3984  ax-pr 4010  ax-un 4234  ax-setind 4326  ax-iinf 4376
This theorem depends on definitions:  df-bi 115  df-dc 779  df-3or 923  df-3an 924  df-tru 1290  df-fal 1293  df-nf 1393  df-sb 1690  df-eu 1948  df-mo 1949  df-clab 2072  df-cleq 2078  df-clel 2081  df-nfc 2214  df-ne 2252  df-ral 2360  df-rex 2361  df-reu 2362  df-rab 2364  df-v 2617  df-sbc 2830  df-csb 2923  df-dif 2990  df-un 2992  df-in 2994  df-ss 3001  df-nul 3276  df-pw 3417  df-sn 3437  df-pr 3438  df-op 3440  df-uni 3637  df-int 3672  df-iun 3715  df-br 3821  df-opab 3875  df-mpt 3876  df-tr 3912  df-eprel 4090  df-id 4094  df-iord 4167  df-on 4169  df-suc 4172  df-iom 4379  df-xp 4417  df-rel 4418  df-cnv 4419  df-co 4420  df-dm 4421  df-rn 4422  df-res 4423  df-ima 4424  df-iota 4946  df-fun 4983  df-fn 4984  df-f 4985  df-f1 4986  df-fo 4987  df-f1o 4988  df-fv 4989  df-ov 5616  df-oprab 5617  df-mpt2 5618  df-1st 5868  df-2nd 5869  df-recs 6024  df-irdg 6089  df-1o 6135  df-oadd 6139  df-omul 6140  df-er 6244  df-ec 6246  df-qs 6250  df-ni 6807  df-pli 6808  df-mi 6809  df-lti 6810  df-enq 6850  df-nqqs 6851  df-ltnqqs 6856
This theorem is referenced by:  prarloclemarch  6921  nqprm  7045  archpr  7146  archrecnq  7166
  Copyright terms: Public domain W3C validator