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Theorem dich0 14831
Description: Real number dichotomy stated in terms of two real numbers or a real number and zero. (Contributed by Jim Kingdon, 22-Jul-2025.)
Assertion
Ref Expression
dich0  |-  ( A. z  e.  RR  (
z  <_  0  \/  0  <_  z )  <->  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  ( x  <_ 
y  \/  y  <_  x ) )
Distinct variable group:    x, y, z

Proof of Theorem dich0
StepHypRef Expression
1 breq1 4033 . . . . . 6  |-  ( z  =  ( x  -  y )  ->  (
z  <_  0  <->  ( x  -  y )  <_ 
0 ) )
2 breq2 4034 . . . . . 6  |-  ( z  =  ( x  -  y )  ->  (
0  <_  z  <->  0  <_  ( x  -  y ) ) )
31, 2orbi12d 794 . . . . 5  |-  ( z  =  ( x  -  y )  ->  (
( z  <_  0  \/  0  <_  z )  <-> 
( ( x  -  y )  <_  0  \/  0  <_  ( x  -  y ) ) ) )
4 simpl 109 . . . . 5  |-  ( ( A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z )  /\  ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR ) )  ->  A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z ) )
5 resubcl 8285 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR )  ->  ( x  -  y
)  e.  RR )
65adantl 277 . . . . 5  |-  ( ( A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z )  /\  ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR ) )  -> 
( x  -  y
)  e.  RR )
73, 4, 6rspcdva 2870 . . . 4  |-  ( ( A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z )  /\  ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR ) )  -> 
( ( x  -  y )  <_  0  \/  0  <_  ( x  -  y ) ) )
8 simprl 529 . . . . . 6  |-  ( ( A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z )  /\  ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR ) )  ->  x  e.  RR )
9 simprr 531 . . . . . 6  |-  ( ( A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z )  /\  ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR ) )  -> 
y  e.  RR )
108, 9suble0d 8557 . . . . 5  |-  ( ( A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z )  /\  ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR ) )  -> 
( ( x  -  y )  <_  0  <->  x  <_  y ) )
118, 9subge0d 8556 . . . . 5  |-  ( ( A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z )  /\  ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR ) )  -> 
( 0  <_  (
x  -  y )  <-> 
y  <_  x )
)
1210, 11orbi12d 794 . . . 4  |-  ( ( A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z )  /\  ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR ) )  -> 
( ( ( x  -  y )  <_ 
0  \/  0  <_ 
( x  -  y
) )  <->  ( x  <_  y  \/  y  <_  x ) ) )
137, 12mpbid 147 . . 3  |-  ( ( A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z )  /\  ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR ) )  -> 
( x  <_  y  \/  y  <_  x ) )
1413ralrimivva 2576 . 2  |-  ( A. z  e.  RR  (
z  <_  0  \/  0  <_  z )  ->  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  (
x  <_  y  \/  y  <_  x ) )
15 breq2 4034 . . . . 5  |-  ( y  =  0  ->  (
z  <_  y  <->  z  <_  0 ) )
16 breq1 4033 . . . . 5  |-  ( y  =  0  ->  (
y  <_  z  <->  0  <_  z ) )
1715, 16orbi12d 794 . . . 4  |-  ( y  =  0  ->  (
( z  <_  y  \/  y  <_  z )  <-> 
( z  <_  0  \/  0  <_  z ) ) )
18 breq1 4033 . . . . . . 7  |-  ( x  =  z  ->  (
x  <_  y  <->  z  <_  y ) )
19 breq2 4034 . . . . . . 7  |-  ( x  =  z  ->  (
y  <_  x  <->  y  <_  z ) )
2018, 19orbi12d 794 . . . . . 6  |-  ( x  =  z  ->  (
( x  <_  y  \/  y  <_  x )  <-> 
( z  <_  y  \/  y  <_  z ) ) )
2120ralbidv 2494 . . . . 5  |-  ( x  =  z  ->  ( A. y  e.  RR  ( x  <_  y  \/  y  <_  x )  <->  A. y  e.  RR  (
z  <_  y  \/  y  <_  z ) ) )
2221rspccva 2864 . . . 4  |-  ( ( A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  (
x  <_  y  \/  y  <_  x )  /\  z  e.  RR )  ->  A. y  e.  RR  ( z  <_  y  \/  y  <_  z ) )
23 0red 8022 . . . 4  |-  ( ( A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  (
x  <_  y  \/  y  <_  x )  /\  z  e.  RR )  ->  0  e.  RR )
2417, 22, 23rspcdva 2870 . . 3  |-  ( ( A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  (
x  <_  y  \/  y  <_  x )  /\  z  e.  RR )  ->  ( z  <_  0  \/  0  <_  z ) )
2524ralrimiva 2567 . 2  |-  ( A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  ( x  <_ 
y  \/  y  <_  x )  ->  A. z  e.  RR  ( z  <_ 
0  \/  0  <_ 
z ) )
2614, 25impbii 126 1  |-  ( A. z  e.  RR  (
z  <_  0  \/  0  <_  z )  <->  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  ( x  <_ 
y  \/  y  <_  x ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    /\ wa 104    <-> wb 105    \/ wo 709    = wceq 1364    e. wcel 2164   A.wral 2472   class class class wbr 4030  (class class class)co 5919   RRcr 7873   0cc0 7874    <_ cle 8057    - cmin 8192
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 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-sep 4148  ax-pow 4204  ax-pr 4239  ax-un 4465  ax-setind 4570  ax-cnex 7965  ax-resscn 7966  ax-1cn 7967  ax-1re 7968  ax-icn 7969  ax-addcl 7970  ax-addrcl 7971  ax-mulcl 7972  ax-addcom 7974  ax-addass 7976  ax-distr 7978  ax-i2m1 7979  ax-0id 7982  ax-rnegex 7983  ax-cnre 7985  ax-pre-ltadd 7990
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ne 2365  df-nel 2460  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2987  df-dif 3156  df-un 3158  df-in 3160  df-ss 3167  df-pw 3604  df-sn 3625  df-pr 3626  df-op 3628  df-uni 3837  df-br 4031  df-opab 4092  df-id 4325  df-xp 4666  df-rel 4667  df-cnv 4668  df-co 4669  df-dm 4670  df-iota 5216  df-fun 5257  df-fv 5263  df-riota 5874  df-ov 5922  df-oprab 5923  df-mpo 5924  df-pnf 8058  df-mnf 8059  df-xr 8060  df-ltxr 8061  df-le 8062  df-sub 8194  df-neg 8195
This theorem is referenced by:  ivthdich  14832
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