Theorem dedekindeulemloc 13391

Description: Lemma for dedekindeu 13395. The set L is located. (Contributed by Jim Kingdon, 31-Jan-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
dedekindeu.lss	|- ( ph -> L C_ RR )
dedekindeu.uss	|- ( ph -> U C_ RR )
dedekindeu.lm	|- ( ph -> E. q e. RR q e. L )
dedekindeu.um	|- ( ph -> E. r e. RR r e. U )
dedekindeu.lr	|- ( ph -> A. q e. RR ( q e. L <-> E. r e. L q < r ) )
dedekindeu.ur	|- ( ph -> A. r e. RR ( r e. U <-> E. q e. U q < r ) )
dedekindeu.disj	|- ( ph -> ( L i^i U ) = (/) )
dedekindeu.loc	|- ( ph -> A. q e. RR A. r e. RR ( q < r -> ( q e. L \/ r e. U ) ) )

Assertion

Ref	Expression
dedekindeulemloc	|- ( ph -> A. x e. RR A. y e. RR ( x < y -> ( E. z e. L x < z \/ A. z e. L z < y ) ) )

Distinct variable groups:   L, q, r, z   U, q, r, z   ph, q, x, y, z   x, r, y

Allowed substitution hints:   ph( r)   U( x, y)   L( x, y)

Proof of Theorem dedekindeulemloc

Step	Hyp	Ref	Expression
1		breq2 3993	. . . . 5 |- ( r = y -> ( x < r <-> x < y ) )
2		eleq1w 2231	. . . . . 6 |- ( r = y -> ( r e. U <-> y e. U ) )
3	2	orbi2d 785	. . . . 5 |- ( r = y -> ( ( x e. L \/ r e. U ) <-> ( x e. L \/ y e. U ) ) )
4	1, 3	imbi12d 233	. . . 4 |- ( r = y -> ( ( x < r -> ( x e. L \/ r e. U ) ) <-> ( x < y -> ( x e. L \/ y e. U ) ) ) )
5		breq1 3992	. . . . . . 7 |- ( q = x -> ( q < r <-> x < r ) )
6		eleq1w 2231	. . . . . . . 8 |- ( q = x -> ( q e. L <-> x e. L ) )
7	6	orbi1d 786	. . . . . . 7 |- ( q = x -> ( ( q e. L \/ r e. U ) <-> ( x e. L \/ r e. U ) ) )
8	5, 7	imbi12d 233	. . . . . 6 |- ( q = x -> ( ( q < r -> ( q e. L \/ r e. U ) ) <-> ( x < r -> ( x e. L \/ r e. U ) ) ) )
9	8	ralbidv 2470	. . . . 5 |- ( q = x -> ( A. r e. RR ( q < r -> ( q e. L \/ r e. U ) ) <-> A. r e. RR ( x < r -> ( x e. L \/ r e. U ) ) ) )
10		dedekindeu.loc	. . . . . 6 |- ( ph -> A. q e. RR A. r e. RR ( q < r -> ( q e. L \/ r e. U ) ) )
11	10	adantr 274	. . . . 5 |- ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) -> A. q e. RR A. r e. RR ( q < r -> ( q e. L \/ r e. U ) ) )
12		simprl 526	. . . . 5 |- ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) -> x e. RR )
13	9, 11, 12	rspcdva 2839	. . . 4 |- ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) -> A. r e. RR ( x < r -> ( x e. L \/ r e. U ) ) )
14		simprr 527	. . . 4 |- ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) -> y e. RR )
15	4, 13, 14	rspcdva 2839	. . 3 |- ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) -> ( x < y -> ( x e. L \/ y e. U ) ) )
16		simpr 109	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) /\ x e. L ) -> x e. L )
17	5	rexbidv 2471	. . . . . . . . 9 |- ( q = x -> ( E. r e. L q < r <-> E. r e. L x < r ) )
18	6, 17	bibi12d 234	. . . . . . . 8 |- ( q = x -> ( ( q e. L <-> E. r e. L q < r ) <-> ( x e. L <-> E. r e. L x < r ) ) )
19		dedekindeu.lr	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> A. q e. RR ( q e. L <-> E. r e. L q < r ) )
20	19	ad2antrr 485	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) /\ x e. L ) -> A. q e. RR ( q e. L <-> E. r e. L q < r ) )
21	12	adantr 274	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) /\ x e. L ) -> x e. RR )
22	18, 20, 21	rspcdva 2839	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) /\ x e. L ) -> ( x e. L <-> E. r e. L x < r ) )
23	16, 22	mpbid 146	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) /\ x e. L ) -> E. r e. L x < r )
24		breq2 3993	. . . . . . 7 |- ( r = z -> ( x < r <-> x < z ) )
25	24	cbvrexv 2697	. . . . . 6 |- ( E. r e. L x < r <-> E. z e. L x < z )
26	23, 25	sylib 121	. . . . 5 |- ( ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) /\ x e. L ) -> E. z e. L x < z )
27	26	ex 114	. . . 4 |- ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) -> ( x e. L -> E. z e. L x < z ) )
28		dedekindeu.lss	. . . . . . 7 |- ( ph -> L C_ RR )
29	28	ad2antrr 485	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) /\ y e. U ) -> L C_ RR )
30		dedekindeu.uss	. . . . . . 7 |- ( ph -> U C_ RR )
31	30	ad2antrr 485	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) /\ y e. U ) -> U C_ RR )
32		dedekindeu.lm	. . . . . . 7 |- ( ph -> E. q e. RR q e. L )
33	32	ad2antrr 485	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) /\ y e. U ) -> E. q e. RR q e. L )
34		dedekindeu.um	. . . . . . 7 |- ( ph -> E. r e. RR r e. U )
35	34	ad2antrr 485	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) /\ y e. U ) -> E. r e. RR r e. U )
36	19	ad2antrr 485	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) /\ y e. U ) -> A. q e. RR ( q e. L <-> E. r e. L q < r ) )
37		dedekindeu.ur	. . . . . . 7 |- ( ph -> A. r e. RR ( r e. U <-> E. q e. U q < r ) )
38	37	ad2antrr 485	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) /\ y e. U ) -> A. r e. RR ( r e. U <-> E. q e. U q < r ) )
39		dedekindeu.disj	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( L i^i U ) = (/) )
40	39	ad2antrr 485	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) /\ y e. U ) -> ( L i^i U ) = (/) )
41	10	ad2antrr 485	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) /\ y e. U ) -> A. q e. RR A. r e. RR ( q < r -> ( q e. L \/ r e. U ) ) )
42		simpr 109	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) /\ y e. U ) -> y e. U )
43	29, 31, 33, 35, 36, 38, 40, 41, 42	dedekindeulemuub 13389	. . . . 5 |- ( ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) /\ y e. U ) -> A. z e. L z < y )
44	43	ex 114	. . . 4 |- ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) -> ( y e. U -> A. z e. L z < y ) )
45	27, 44	orim12d 781	. . 3 |- ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) -> ( ( x e. L \/ y e. U ) -> ( E. z e. L x < z \/ A. z e. L z < y ) ) )
46	15, 45	syld 45	. 2 |- ( ( ph /\ ( x e. RR /\ y e. RR ) ) -> ( x < y -> ( E. z e. L x < z \/ A. z e. L z < y ) ) )
47	46	ralrimivva 2552	1 |- ( ph -> A. x e. RR A. y e. RR ( x < y -> ( E. z e. L x < z \/ A. z e. L z < y ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 103   <-> wb 104   \/ wo 703   = wceq 1348   e. wcel 2141   A.wral 2448   E.wrex 2449   i^i cin 3120   C_ wss 3121   (/)c0 3414   class class class wbr 3989   RRcr 7773   < clt 7954

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 609  ax-in2 610  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-13 2143  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-sep 4107  ax-pow 4160  ax-pr 4194  ax-un 4418  ax-setind 4521  ax-cnex 7865  ax-resscn 7866  ax-pre-ltwlin 7887

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 975  df-tru 1351  df-fal 1354  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ne 2341  df-nel 2436  df-ral 2453  df-rex 2454  df-rab 2457  df-v 2732  df-dif 3123  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-nul 3415  df-pw 3568  df-sn 3589  df-pr 3590  df-op 3592  df-uni 3797  df-br 3990  df-opab 4051  df-xp 4617  df-cnv 4619  df-pnf 7956  df-mnf 7957  df-xr 7958  df-ltxr 7959  df-le 7960

This theorem is referenced by:  dedekindeulemlub  13392