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Theorem dich0 15379
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 4091 . . . . . 6  |-  ( z  =  ( x  -  y )  ->  (
z  <_  0  <->  ( x  -  y )  <_ 
0 ) )
2 breq2 4092 . . . . . 6  |-  ( z  =  ( x  -  y )  ->  (
0  <_  z  <->  0  <_  ( x  -  y ) ) )
31, 2orbi12d 800 . . . . 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 8443 . . . . . 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 2915 . . . 4  |-  ( ( A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z )  /\  ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR ) )  -> 
( ( x  -  y )  <_  0  \/  0  <_  ( x  -  y ) ) )
8 simprl 531 . . . . . 6  |-  ( ( A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z )  /\  ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR ) )  ->  x  e.  RR )
9 simprr 533 . . . . . 6  |-  ( ( A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z )  /\  ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR ) )  -> 
y  e.  RR )
108, 9suble0d 8716 . . . . 5  |-  ( ( A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z )  /\  ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR ) )  -> 
( ( x  -  y )  <_  0  <->  x  <_  y ) )
118, 9subge0d 8715 . . . . 5  |-  ( ( A. z  e.  RR  ( z  <_  0  \/  0  <_  z )  /\  ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR ) )  -> 
( 0  <_  (
x  -  y )  <-> 
y  <_  x )
)
1210, 11orbi12d 800 . . . 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 2614 . 2  |-  ( A. z  e.  RR  (
z  <_  0  \/  0  <_  z )  ->  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  (
x  <_  y  \/  y  <_  x ) )
15 breq2 4092 . . . . 5  |-  ( y  =  0  ->  (
z  <_  y  <->  z  <_  0 ) )
16 breq1 4091 . . . . 5  |-  ( y  =  0  ->  (
y  <_  z  <->  0  <_  z ) )
1715, 16orbi12d 800 . . . 4  |-  ( y  =  0  ->  (
( z  <_  y  \/  y  <_  z )  <-> 
( z  <_  0  \/  0  <_  z ) ) )
18 breq1 4091 . . . . . . 7  |-  ( x  =  z  ->  (
x  <_  y  <->  z  <_  y ) )
19 breq2 4092 . . . . . . 7  |-  ( x  =  z  ->  (
y  <_  x  <->  y  <_  z ) )
2018, 19orbi12d 800 . . . . . 6  |-  ( x  =  z  ->  (
( x  <_  y  \/  y  <_  x )  <-> 
( z  <_  y  \/  y  <_  z ) ) )
2120ralbidv 2532 . . . . 5  |-  ( x  =  z  ->  ( A. y  e.  RR  ( x  <_  y  \/  y  <_  x )  <->  A. y  e.  RR  (
z  <_  y  \/  y  <_  z ) ) )
2221rspccva 2909 . . . 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 8180 . . . 4  |-  ( ( A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  (
x  <_  y  \/  y  <_  x )  /\  z  e.  RR )  ->  0  e.  RR )
2417, 22, 23rspcdva 2915 . . 3  |-  ( ( A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  (
x  <_  y  \/  y  <_  x )  /\  z  e.  RR )  ->  ( z  <_  0  \/  0  <_  z ) )
2524ralrimiva 2605 . 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 715    = wceq 1397    e. wcel 2202   A.wral 2510   class class class wbr 4088  (class class class)co 6018   RRcr 8031   0cc0 8032    <_ cle 8215    - cmin 8350
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 619  ax-in2 620  ax-io 716  ax-5 1495  ax-7 1496  ax-gen 1497  ax-ie1 1541  ax-ie2 1542  ax-8 1552  ax-10 1553  ax-11 1554  ax-i12 1555  ax-bndl 1557  ax-4 1558  ax-17 1574  ax-i9 1578  ax-ial 1582  ax-i5r 1583  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-sep 4207  ax-pow 4264  ax-pr 4299  ax-un 4530  ax-setind 4635  ax-cnex 8123  ax-resscn 8124  ax-1cn 8125  ax-1re 8126  ax-icn 8127  ax-addcl 8128  ax-addrcl 8129  ax-mulcl 8130  ax-addcom 8132  ax-addass 8134  ax-distr 8136  ax-i2m1 8137  ax-0id 8140  ax-rnegex 8141  ax-cnre 8143  ax-pre-ltadd 8148
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1006  df-tru 1400  df-fal 1403  df-nf 1509  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2363  df-ne 2403  df-nel 2498  df-ral 2515  df-rex 2516  df-reu 2517  df-rab 2519  df-v 2804  df-sbc 3032  df-dif 3202  df-un 3204  df-in 3206  df-ss 3213  df-pw 3654  df-sn 3675  df-pr 3676  df-op 3678  df-uni 3894  df-br 4089  df-opab 4151  df-id 4390  df-xp 4731  df-rel 4732  df-cnv 4733  df-co 4734  df-dm 4735  df-iota 5286  df-fun 5328  df-fv 5334  df-riota 5971  df-ov 6021  df-oprab 6022  df-mpo 6023  df-pnf 8216  df-mnf 8217  df-xr 8218  df-ltxr 8219  df-le 8220  df-sub 8352  df-neg 8353
This theorem is referenced by:  ivthdich  15380
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