ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  xrltso Unicode version

Theorem xrltso 9871
Description: 'Less than' is a weakly linear ordering on the extended reals. (Contributed by NM, 15-Oct-2005.)
Assertion
Ref Expression
xrltso  |-  <  Or  RR*

Proof of Theorem xrltso
Dummy variables  x  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 xrltnr 9854 . . . . 5  |-  ( x  e.  RR*  ->  -.  x  <  x )
21adantl 277 . . . 4  |-  ( ( T.  /\  x  e. 
RR* )  ->  -.  x  <  x )
3 xrlttr 9870 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  RR*  /\  y  e.  RR*  /\  z  e. 
RR* )  ->  (
( x  <  y  /\  y  <  z )  ->  x  <  z
) )
43adantl 277 . . . 4  |-  ( ( T.  /\  ( x  e.  RR*  /\  y  e.  RR*  /\  z  e. 
RR* ) )  -> 
( ( x  < 
y  /\  y  <  z )  ->  x  <  z ) )
52, 4ispod 4339 . . 3  |-  ( T. 
->  <  Po  RR* )
65mptru 1373 . 2  |-  <  Po  RR*
7 elxr 9851 . . . . 5  |-  ( x  e.  RR*  <->  ( x  e.  RR  \/  x  = +oo  \/  x  = -oo ) )
8 elxr 9851 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  e.  RR*  <->  ( y  e.  RR  \/  y  = +oo  \/  y  = -oo ) )
9 elxr 9851 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( z  e.  RR*  <->  ( z  e.  RR  \/  z  = +oo  \/  z  = -oo ) )
10 simplr 528 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  /\  z  e.  RR )  ->  x  e.  RR )
11 simpll 527 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  /\  z  e.  RR )  ->  y  e.  RR )
12 simpr 110 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  /\  z  e.  RR )  ->  z  e.  RR )
13 axltwlin 8094 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR  /\  z  e.  RR )  ->  (
x  <  y  ->  ( x  <  z  \/  z  <  y ) ) )
1410, 11, 12, 13syl3anc 1249 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  /\  z  e.  RR )  ->  ( x  < 
y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) )
15 ltpnf 9855 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( x  e.  RR  ->  x  < +oo )
1615ad2antlr 489 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  /\  z  = +oo )  ->  x  < +oo )
17 breq2 4037 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( z  = +oo  ->  (
x  <  z  <->  x  < +oo ) )
1817adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  /\  z  = +oo )  ->  ( x  < 
z  <->  x  < +oo )
)
1916, 18mpbird 167 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  /\  z  = +oo )  ->  x  <  z
)
2019orcd 734 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  /\  z  = +oo )  ->  ( x  < 
z  \/  z  < 
y ) )
2120a1d 22 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  /\  z  = +oo )  ->  ( x  < 
y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) )
22 mnflt 9858 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( y  e.  RR  -> -oo  <  y )
2322ad2antrr 488 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  /\  z  = -oo )  -> -oo  <  y )
24 breq1 4036 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( z  = -oo  ->  (
z  <  y  <-> -oo  <  y
) )
2524adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  /\  z  = -oo )  ->  ( z  < 
y  <-> -oo  <  y )
)
2623, 25mpbird 167 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  /\  z  = -oo )  ->  z  <  y
)
2726olcd 735 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  /\  z  = -oo )  ->  ( x  < 
z  \/  z  < 
y ) )
2827a1d 22 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  /\  z  = -oo )  ->  ( x  < 
y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) )
2914, 21, 283jaodan 1317 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  /\  ( z  e.  RR  \/  z  = +oo  \/  z  = -oo ) )  -> 
( x  <  y  ->  ( x  <  z  \/  z  <  y ) ) )
309, 29sylan2b 287 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  /\  z  e.  RR* )  ->  ( x  < 
y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) )
3130anasss 399 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( y  e.  RR  /\  ( x  e.  RR  /\  z  e.  RR* )
)  ->  ( x  <  y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) )
3231ancoms 268 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( x  e.  RR  /\  z  e.  RR* )  /\  y  e.  RR )  ->  ( x  < 
y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) )
33 ltpnf 9855 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( z  e.  RR  ->  z  < +oo )
3433adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( y  = +oo  /\  x  e.  RR )  /\  z  e.  RR )  ->  z  < +oo )
35 breq2 4037 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( y  = +oo  ->  (
z  <  y  <->  z  < +oo ) )
3635ad2antrr 488 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( y  = +oo  /\  x  e.  RR )  /\  z  e.  RR )  ->  ( z  < 
y  <->  z  < +oo ) )
3734, 36mpbird 167 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( y  = +oo  /\  x  e.  RR )  /\  z  e.  RR )  ->  z  <  y
)
3837olcd 735 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( y  = +oo  /\  x  e.  RR )  /\  z  e.  RR )  ->  ( x  < 
z  \/  z  < 
y ) )
3938a1d 22 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( y  = +oo  /\  x  e.  RR )  /\  z  e.  RR )  ->  ( x  < 
y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) )
4015ad2antlr 489 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( y  = +oo  /\  x  e.  RR )  /\  z  = +oo )  ->  x  < +oo )
4117adantl 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( y  = +oo  /\  x  e.  RR )  /\  z  = +oo )  ->  ( x  < 
z  <->  x  < +oo )
)
4240, 41mpbird 167 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( y  = +oo  /\  x  e.  RR )  /\  z  = +oo )  ->  x  <  z
)
4342orcd 734 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( y  = +oo  /\  x  e.  RR )  /\  z  = +oo )  ->  ( x  < 
z  \/  z  < 
y ) )
4443a1d 22 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( y  = +oo  /\  x  e.  RR )  /\  z  = +oo )  ->  ( x  < 
y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) )
45 mnfltpnf 9860 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |- -oo  < +oo
46 breq12 4038 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( z  = -oo  /\  y  = +oo )  ->  ( z  <  y  <-> -oo 
< +oo ) )
4746ancoms 268 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( y  = +oo  /\  z  = -oo )  ->  ( z  <  y  <-> -oo 
< +oo ) )
4845, 47mpbiri 168 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( y  = +oo  /\  z  = -oo )  ->  z  <  y )
4948adantlr 477 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( y  = +oo  /\  x  e.  RR )  /\  z  = -oo )  ->  z  <  y
)
5049olcd 735 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( y  = +oo  /\  x  e.  RR )  /\  z  = -oo )  ->  ( x  < 
z  \/  z  < 
y ) )
5150a1d 22 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( y  = +oo  /\  x  e.  RR )  /\  z  = -oo )  ->  ( x  < 
y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) )
5239, 44, 513jaodan 1317 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( y  = +oo  /\  x  e.  RR )  /\  ( z  e.  RR  \/  z  = +oo  \/  z  = -oo ) )  -> 
( x  <  y  ->  ( x  <  z  \/  z  <  y ) ) )
539, 52sylan2b 287 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( y  = +oo  /\  x  e.  RR )  /\  z  e.  RR* )  ->  ( x  < 
y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) )
5453anasss 399 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( y  = +oo  /\  ( x  e.  RR  /\  z  e.  RR* )
)  ->  ( x  <  y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) )
5554ancoms 268 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( x  e.  RR  /\  z  e.  RR* )  /\  y  = +oo )  ->  ( x  < 
y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) )
56 rexr 8072 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  e.  RR  ->  x  e.  RR* )
57 nltmnf 9863 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  e.  RR*  ->  -.  x  < -oo )
5856, 57syl 14 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( x  e.  RR  ->  -.  x  < -oo )
5958ad2antrr 488 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( x  e.  RR  /\  z  e.  RR* )  /\  y  = -oo )  ->  -.  x  < -oo )
60 breq2 4037 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  = -oo  ->  (
x  <  y  <->  x  < -oo ) )
6160adantl 277 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( x  e.  RR  /\  z  e.  RR* )  /\  y  = -oo )  ->  ( x  < 
y  <->  x  < -oo )
)
6259, 61mtbird 674 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( x  e.  RR  /\  z  e.  RR* )  /\  y  = -oo )  ->  -.  x  <  y )
6362pm2.21d 620 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( x  e.  RR  /\  z  e.  RR* )  /\  y  = -oo )  ->  ( x  < 
y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) )
6432, 55, 633jaodan 1317 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( x  e.  RR  /\  z  e.  RR* )  /\  ( y  e.  RR  \/  y  = +oo  \/  y  = -oo ) )  ->  (
x  <  y  ->  ( x  <  z  \/  z  <  y ) ) )
658, 64sylan2b 287 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( x  e.  RR  /\  z  e.  RR* )  /\  y  e.  RR* )  ->  ( x  <  y  ->  ( x  <  z  \/  z  <  y ) ) )
6665anasss 399 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  RR  /\  ( z  e.  RR*  /\  y  e.  RR* )
)  ->  ( x  <  y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) )
6766ancoms 268 . . . . . . 7  |-  ( ( ( z  e.  RR*  /\  y  e.  RR* )  /\  x  e.  RR )  ->  ( x  < 
y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) )
68 pnfnlt 9862 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  e.  RR*  ->  -. +oo  <  y )
6968ad2antlr 489 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( z  e.  RR*  /\  y  e.  RR* )  /\  x  = +oo )  ->  -. +oo  <  y
)
70 breq1 4036 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  = +oo  ->  (
x  <  y  <-> +oo  <  y
) )
7170adantl 277 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( z  e.  RR*  /\  y  e.  RR* )  /\  x  = +oo )  ->  ( x  < 
y  <-> +oo  <  y )
)
7269, 71mtbird 674 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( z  e.  RR*  /\  y  e.  RR* )  /\  x  = +oo )  ->  -.  x  <  y )
7372pm2.21d 620 . . . . . . 7  |-  ( ( ( z  e.  RR*  /\  y  e.  RR* )  /\  x  = +oo )  ->  ( x  < 
y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) )
74 df-3or 981 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( z  e.  RR  \/  z  = +oo  \/  z  = -oo )  <->  ( (
z  e.  RR  \/  z  = +oo )  \/  z  = -oo ) )
759, 74bitri 184 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  e.  RR*  <->  ( ( z  e.  RR  \/  z  = +oo )  \/  z  = -oo ) )
76 mnfltxr 9861 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( z  e.  RR  \/  z  = +oo )  -> -oo  <  z )
7776adantl 277 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( x  = -oo  /\  ( z  e.  RR  \/  z  = +oo ) )  -> -oo  <  z )
78 breq1 4036 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  = -oo  ->  (
x  <  z  <-> -oo  <  z
) )
7978adantr 276 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( x  = -oo  /\  ( z  e.  RR  \/  z  = +oo ) )  ->  (
x  <  z  <-> -oo  <  z
) )
8077, 79mpbird 167 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( x  = -oo  /\  ( z  e.  RR  \/  z  = +oo ) )  ->  x  <  z )
8180orcd 734 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( x  = -oo  /\  ( z  e.  RR  \/  z  = +oo ) )  ->  (
x  <  z  \/  z  <  y ) )
8281a1d 22 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  = -oo  /\  ( z  e.  RR  \/  z  = +oo ) )  ->  (
x  <  y  ->  ( x  <  z  \/  z  <  y ) ) )
83 eqtr3 2216 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( x  = -oo  /\  z  = -oo )  ->  x  =  z )
8483breq1d 4043 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( x  = -oo  /\  z  = -oo )  ->  ( x  <  y  <->  z  <  y ) )
85 olc 712 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z  <  y  ->  (
x  <  z  \/  z  <  y ) )
8684, 85biimtrdi 163 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  = -oo  /\  z  = -oo )  ->  ( x  <  y  ->  ( x  <  z  \/  z  <  y ) ) )
8782, 86jaodan 798 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  = -oo  /\  ( ( z  e.  RR  \/  z  = +oo )  \/  z  = -oo ) )  -> 
( x  <  y  ->  ( x  <  z  \/  z  <  y ) ) )
8875, 87sylan2b 287 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  = -oo  /\  z  e.  RR* )  -> 
( x  <  y  ->  ( x  <  z  \/  z  <  y ) ) )
8988ancoms 268 . . . . . . . 8  |-  ( ( z  e.  RR*  /\  x  = -oo )  ->  (
x  <  y  ->  ( x  <  z  \/  z  <  y ) ) )
9089adantlr 477 . . . . . . 7  |-  ( ( ( z  e.  RR*  /\  y  e.  RR* )  /\  x  = -oo )  ->  ( x  < 
y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) )
9167, 73, 903jaodan 1317 . . . . . 6  |-  ( ( ( z  e.  RR*  /\  y  e.  RR* )  /\  ( x  e.  RR  \/  x  = +oo  \/  x  = -oo ) )  ->  (
x  <  y  ->  ( x  <  z  \/  z  <  y ) ) )
92913impa 1196 . . . . 5  |-  ( ( z  e.  RR*  /\  y  e.  RR*  /\  ( x  e.  RR  \/  x  = +oo  \/  x  = -oo ) )  -> 
( x  <  y  ->  ( x  <  z  \/  z  <  y ) ) )
937, 92syl3an3b 1287 . . . 4  |-  ( ( z  e.  RR*  /\  y  e.  RR*  /\  x  e. 
RR* )  ->  (
x  <  y  ->  ( x  <  z  \/  z  <  y ) ) )
94933com13 1210 . . 3  |-  ( ( x  e.  RR*  /\  y  e.  RR*  /\  z  e. 
RR* )  ->  (
x  <  y  ->  ( x  <  z  \/  z  <  y ) ) )
9594rgen3 2584 . 2  |-  A. x  e.  RR*  A. y  e. 
RR*  A. z  e.  RR*  ( x  <  y  -> 
( x  <  z  \/  z  <  y ) )
96 df-iso 4332 . 2  |-  (  < 
Or  RR*  <->  (  <  Po  RR* 
/\  A. x  e.  RR*  A. y  e.  RR*  A. z  e.  RR*  ( x  < 
y  ->  ( x  <  z  \/  z  < 
y ) ) ) )
976, 95, 96mpbir2an 944 1  |-  <  Or  RR*
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 104    <-> wb 105    \/ wo 709    \/ w3o 979    /\ w3a 980    = wceq 1364   T. wtru 1365    e. wcel 2167   A.wral 2475   class class class wbr 4033    Po wpo 4329    Or wor 4330   RRcr 7878   +oocpnf 8058   -oocmnf 8059   RR*cxr 8060    < clt 8061
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 4151  ax-pow 4207  ax-pr 4242  ax-un 4468  ax-setind 4573  ax-cnex 7970  ax-resscn 7971  ax-pre-ltirr 7991  ax-pre-ltwlin 7992  ax-pre-lttrn 7993
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 981  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-rab 2484  df-v 2765  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-pw 3607  df-sn 3628  df-pr 3629  df-op 3631  df-uni 3840  df-br 4034  df-opab 4095  df-po 4331  df-iso 4332  df-xp 4669  df-pnf 8063  df-mnf 8064  df-xr 8065  df-ltxr 8066
This theorem is referenced by:  xrlelttr  9881  xrltletr  9882  xrletr  9883  xrmaxiflemlub  11413
  Copyright terms: Public domain W3C validator