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Theorem dich0 14972
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 4037 . . . . . 6  |-  ( z  =  ( x  -  y )  ->  (
z  <_  0  <->  ( x  -  y )  <_ 
0 ) )
2 breq2 4038 . . . . . 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 8307 . . . . . 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 2873 . . . 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 8580 . . . . 5  |-  ( ( A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z )  /\  ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR ) )  -> 
( ( x  -  y )  <_  0  <->  x  <_  y ) )
118, 9subge0d 8579 . . . . 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 2579 . 2  |-  ( A. z  e.  RR  (
z  <_  0  \/  0  <_  z )  ->  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  (
x  <_  y  \/  y  <_  x ) )
15 breq2 4038 . . . . 5  |-  ( y  =  0  ->  (
z  <_  y  <->  z  <_  0 ) )
16 breq1 4037 . . . . 5  |-  ( y  =  0  ->  (
y  <_  z  <->  0  <_  z ) )
1715, 16orbi12d 794 . . . 4  |-  ( y  =  0  ->  (
( z  <_  y  \/  y  <_  z )  <-> 
( z  <_  0  \/  0  <_  z ) ) )
18 breq1 4037 . . . . . . 7  |-  ( x  =  z  ->  (
x  <_  y  <->  z  <_  y ) )
19 breq2 4038 . . . . . . 7  |-  ( x  =  z  ->  (
y  <_  x  <->  y  <_  z ) )
2018, 19orbi12d 794 . . . . . 6  |-  ( x  =  z  ->  (
( x  <_  y  \/  y  <_  x )  <-> 
( z  <_  y  \/  y  <_  z ) ) )
2120ralbidv 2497 . . . . 5  |-  ( x  =  z  ->  ( A. y  e.  RR  ( x  <_  y  \/  y  <_  x )  <->  A. y  e.  RR  (
z  <_  y  \/  y  <_  z ) ) )
2221rspccva 2867 . . . 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 8044 . . . 4  |-  ( ( A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  (
x  <_  y  \/  y  <_  x )  /\  z  e.  RR )  ->  0  e.  RR )
2417, 22, 23rspcdva 2873 . . 3  |-  ( ( A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  (
x  <_  y  \/  y  <_  x )  /\  z  e.  RR )  ->  ( z  <_  0  \/  0  <_  z ) )
2524ralrimiva 2570 . 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 2167   A.wral 2475   class class class wbr 4034  (class class class)co 5925   RRcr 7895   0cc0 7896    <_ cle 8079    - cmin 8214
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 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-sep 4152  ax-pow 4208  ax-pr 4243  ax-un 4469  ax-setind 4574  ax-cnex 7987  ax-resscn 7988  ax-1cn 7989  ax-1re 7990  ax-icn 7991  ax-addcl 7992  ax-addrcl 7993  ax-mulcl 7994  ax-addcom 7996  ax-addass 7998  ax-distr 8000  ax-i2m1 8001  ax-0id 8004  ax-rnegex 8005  ax-cnre 8007  ax-pre-ltadd 8012
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-nel 2463  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-pw 3608  df-sn 3629  df-pr 3630  df-op 3632  df-uni 3841  df-br 4035  df-opab 4096  df-id 4329  df-xp 4670  df-rel 4671  df-cnv 4672  df-co 4673  df-dm 4674  df-iota 5220  df-fun 5261  df-fv 5267  df-riota 5880  df-ov 5928  df-oprab 5929  df-mpo 5930  df-pnf 8080  df-mnf 8081  df-xr 8082  df-ltxr 8083  df-le 8084  df-sub 8216  df-neg 8217
This theorem is referenced by:  ivthdich  14973
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