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Theorem dich0 15291
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 4065 . . . . . 6  |-  ( z  =  ( x  -  y )  ->  (
z  <_  0  <->  ( x  -  y )  <_ 
0 ) )
2 breq2 4066 . . . . . 6  |-  ( z  =  ( x  -  y )  ->  (
0  <_  z  <->  0  <_  ( x  -  y ) ) )
31, 2orbi12d 797 . . . . 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 8378 . . . . . 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 2892 . . . 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 8651 . . . . 5  |-  ( ( A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z )  /\  ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR ) )  -> 
( ( x  -  y )  <_  0  <->  x  <_  y ) )
118, 9subge0d 8650 . . . . 5  |-  ( ( A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z )  /\  ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR ) )  -> 
( 0  <_  (
x  -  y )  <-> 
y  <_  x )
)
1210, 11orbi12d 797 . . . 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 2592 . 2  |-  ( A. z  e.  RR  (
z  <_  0  \/  0  <_  z )  ->  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  (
x  <_  y  \/  y  <_  x ) )
15 breq2 4066 . . . . 5  |-  ( y  =  0  ->  (
z  <_  y  <->  z  <_  0 ) )
16 breq1 4065 . . . . 5  |-  ( y  =  0  ->  (
y  <_  z  <->  0  <_  z ) )
1715, 16orbi12d 797 . . . 4  |-  ( y  =  0  ->  (
( z  <_  y  \/  y  <_  z )  <-> 
( z  <_  0  \/  0  <_  z ) ) )
18 breq1 4065 . . . . . . 7  |-  ( x  =  z  ->  (
x  <_  y  <->  z  <_  y ) )
19 breq2 4066 . . . . . . 7  |-  ( x  =  z  ->  (
y  <_  x  <->  y  <_  z ) )
2018, 19orbi12d 797 . . . . . 6  |-  ( x  =  z  ->  (
( x  <_  y  \/  y  <_  x )  <-> 
( z  <_  y  \/  y  <_  z ) ) )
2120ralbidv 2510 . . . . 5  |-  ( x  =  z  ->  ( A. y  e.  RR  ( x  <_  y  \/  y  <_  x )  <->  A. y  e.  RR  (
z  <_  y  \/  y  <_  z ) ) )
2221rspccva 2886 . . . 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 8115 . . . 4  |-  ( ( A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  (
x  <_  y  \/  y  <_  x )  /\  z  e.  RR )  ->  0  e.  RR )
2417, 22, 23rspcdva 2892 . . 3  |-  ( ( A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  (
x  <_  y  \/  y  <_  x )  /\  z  e.  RR )  ->  ( z  <_  0  \/  0  <_  z ) )
2524ralrimiva 2583 . 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 712    = wceq 1375    e. wcel 2180   A.wral 2488   class class class wbr 4062  (class class class)co 5974   RRcr 7966   0cc0 7967    <_ cle 8150    - cmin 8285
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 617  ax-in2 618  ax-io 713  ax-5 1473  ax-7 1474  ax-gen 1475  ax-ie1 1519  ax-ie2 1520  ax-8 1530  ax-10 1531  ax-11 1532  ax-i12 1533  ax-bndl 1535  ax-4 1536  ax-17 1552  ax-i9 1556  ax-ial 1560  ax-i5r 1561  ax-13 2182  ax-14 2183  ax-ext 2191  ax-sep 4181  ax-pow 4237  ax-pr 4272  ax-un 4501  ax-setind 4606  ax-cnex 8058  ax-resscn 8059  ax-1cn 8060  ax-1re 8061  ax-icn 8062  ax-addcl 8063  ax-addrcl 8064  ax-mulcl 8065  ax-addcom 8067  ax-addass 8069  ax-distr 8071  ax-i2m1 8072  ax-0id 8075  ax-rnegex 8076  ax-cnre 8078  ax-pre-ltadd 8083
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 985  df-tru 1378  df-fal 1381  df-nf 1487  df-sb 1789  df-eu 2060  df-mo 2061  df-clab 2196  df-cleq 2202  df-clel 2205  df-nfc 2341  df-ne 2381  df-nel 2476  df-ral 2493  df-rex 2494  df-reu 2495  df-rab 2497  df-v 2781  df-sbc 3009  df-dif 3179  df-un 3181  df-in 3183  df-ss 3190  df-pw 3631  df-sn 3652  df-pr 3653  df-op 3655  df-uni 3868  df-br 4063  df-opab 4125  df-id 4361  df-xp 4702  df-rel 4703  df-cnv 4704  df-co 4705  df-dm 4706  df-iota 5254  df-fun 5296  df-fv 5302  df-riota 5927  df-ov 5977  df-oprab 5978  df-mpo 5979  df-pnf 8151  df-mnf 8152  df-xr 8153  df-ltxr 8154  df-le 8155  df-sub 8287  df-neg 8288
This theorem is referenced by:  ivthdich  15292
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