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Theorem addnqprulem 7184
Description: Lemma to prove upward closure in positive real addition. (Contributed by Jim Kingdon, 7-Dec-2019.)
Assertion
Ref Expression
addnqprulem (((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) → (𝑆 <Q 𝑋 → ((𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ·Q 𝐺) ∈ 𝑈))

Proof of Theorem addnqprulem
Dummy variables 𝑤 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpr 109 . . . . 5 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → 𝑆 <Q 𝑋)
2 ltrnqi 7077 . . . . . 6 (𝑆 <Q 𝑋 → (*Q𝑋) <Q (*Q𝑆))
3 simplr 498 . . . . . . . . 9 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → 𝑋Q)
4 recclnq 7048 . . . . . . . . 9 (𝑋Q → (*Q𝑋) ∈ Q)
53, 4syl 14 . . . . . . . 8 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → (*Q𝑋) ∈ Q)
6 ltrelnq 7021 . . . . . . . . . . . 12 <Q ⊆ (Q × Q)
76brel 4519 . . . . . . . . . . 11 (𝑆 <Q 𝑋 → (𝑆Q𝑋Q))
87adantl 272 . . . . . . . . . 10 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → (𝑆Q𝑋Q))
98simpld 111 . . . . . . . . 9 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → 𝑆Q)
10 recclnq 7048 . . . . . . . . 9 (𝑆Q → (*Q𝑆) ∈ Q)
119, 10syl 14 . . . . . . . 8 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → (*Q𝑆) ∈ Q)
12 ltmnqg 7057 . . . . . . . 8 (((*Q𝑋) ∈ Q ∧ (*Q𝑆) ∈ Q𝑋Q) → ((*Q𝑋) <Q (*Q𝑆) ↔ (𝑋 ·Q (*Q𝑋)) <Q (𝑋 ·Q (*Q𝑆))))
135, 11, 3, 12syl3anc 1181 . . . . . . 7 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → ((*Q𝑋) <Q (*Q𝑆) ↔ (𝑋 ·Q (*Q𝑋)) <Q (𝑋 ·Q (*Q𝑆))))
14 ltmnqg 7057 . . . . . . . . 9 ((𝑦Q𝑧Q𝑤Q) → (𝑦 <Q 𝑧 ↔ (𝑤 ·Q 𝑦) <Q (𝑤 ·Q 𝑧)))
1514adantl 272 . . . . . . . 8 (((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) ∧ (𝑦Q𝑧Q𝑤Q)) → (𝑦 <Q 𝑧 ↔ (𝑤 ·Q 𝑦) <Q (𝑤 ·Q 𝑧)))
16 mulclnq 7032 . . . . . . . . 9 ((𝑋Q ∧ (*Q𝑋) ∈ Q) → (𝑋 ·Q (*Q𝑋)) ∈ Q)
173, 5, 16syl2anc 404 . . . . . . . 8 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → (𝑋 ·Q (*Q𝑋)) ∈ Q)
18 mulclnq 7032 . . . . . . . . 9 ((𝑋Q ∧ (*Q𝑆) ∈ Q) → (𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ∈ Q)
193, 11, 18syl2anc 404 . . . . . . . 8 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → (𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ∈ Q)
20 elprnqu 7138 . . . . . . . . 9 ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) → 𝐺Q)
2120ad2antrr 473 . . . . . . . 8 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → 𝐺Q)
22 mulcomnqg 7039 . . . . . . . . 9 ((𝑦Q𝑧Q) → (𝑦 ·Q 𝑧) = (𝑧 ·Q 𝑦))
2322adantl 272 . . . . . . . 8 (((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) ∧ (𝑦Q𝑧Q)) → (𝑦 ·Q 𝑧) = (𝑧 ·Q 𝑦))
2415, 17, 19, 21, 23caovord2d 5852 . . . . . . 7 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → ((𝑋 ·Q (*Q𝑋)) <Q (𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ↔ ((𝑋 ·Q (*Q𝑋)) ·Q 𝐺) <Q ((𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ·Q 𝐺)))
2513, 24bitrd 187 . . . . . 6 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → ((*Q𝑋) <Q (*Q𝑆) ↔ ((𝑋 ·Q (*Q𝑋)) ·Q 𝐺) <Q ((𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ·Q 𝐺)))
262, 25syl5ib 153 . . . . 5 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → (𝑆 <Q 𝑋 → ((𝑋 ·Q (*Q𝑋)) ·Q 𝐺) <Q ((𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ·Q 𝐺)))
271, 26mpd 13 . . . 4 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → ((𝑋 ·Q (*Q𝑋)) ·Q 𝐺) <Q ((𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ·Q 𝐺))
28 recidnq 7049 . . . . . . . 8 (𝑋Q → (𝑋 ·Q (*Q𝑋)) = 1Q)
2928oveq1d 5705 . . . . . . 7 (𝑋Q → ((𝑋 ·Q (*Q𝑋)) ·Q 𝐺) = (1Q ·Q 𝐺))
30 1nq 7022 . . . . . . . . 9 1QQ
31 mulcomnqg 7039 . . . . . . . . 9 ((1QQ𝐺Q) → (1Q ·Q 𝐺) = (𝐺 ·Q 1Q))
3230, 31mpan 416 . . . . . . . 8 (𝐺Q → (1Q ·Q 𝐺) = (𝐺 ·Q 1Q))
33 mulidnq 7045 . . . . . . . 8 (𝐺Q → (𝐺 ·Q 1Q) = 𝐺)
3432, 33eqtrd 2127 . . . . . . 7 (𝐺Q → (1Q ·Q 𝐺) = 𝐺)
3529, 34sylan9eqr 2149 . . . . . 6 ((𝐺Q𝑋Q) → ((𝑋 ·Q (*Q𝑋)) ·Q 𝐺) = 𝐺)
3635breq1d 3877 . . . . 5 ((𝐺Q𝑋Q) → (((𝑋 ·Q (*Q𝑋)) ·Q 𝐺) <Q ((𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ·Q 𝐺) ↔ 𝐺 <Q ((𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ·Q 𝐺)))
3721, 3, 36syl2anc 404 . . . 4 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → (((𝑋 ·Q (*Q𝑋)) ·Q 𝐺) <Q ((𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ·Q 𝐺) ↔ 𝐺 <Q ((𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ·Q 𝐺)))
3827, 37mpbid 146 . . 3 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → 𝐺 <Q ((𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ·Q 𝐺))
39 prcunqu 7141 . . . 4 ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) → (𝐺 <Q ((𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ·Q 𝐺) → ((𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ·Q 𝐺) ∈ 𝑈))
4039ad2antrr 473 . . 3 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → (𝐺 <Q ((𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ·Q 𝐺) → ((𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ·Q 𝐺) ∈ 𝑈))
4138, 40mpd 13 . 2 ((((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) ∧ 𝑆 <Q 𝑋) → ((𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ·Q 𝐺) ∈ 𝑈)
4241ex 114 1 (((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P𝐺𝑈) ∧ 𝑋Q) → (𝑆 <Q 𝑋 → ((𝑋 ·Q (*Q𝑆)) ·Q 𝐺) ∈ 𝑈))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 103  wb 104  w3a 927   = wceq 1296  wcel 1445  cop 3469   class class class wbr 3867  cfv 5049  (class class class)co 5690  Qcnq 6936  1Qc1q 6937   ·Q cmq 6939  *Qcrq 6940   <Q cltq 6941  Pcnp 6947
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 582  ax-in2 583  ax-io 668  ax-5 1388  ax-7 1389  ax-gen 1390  ax-ie1 1434  ax-ie2 1435  ax-8 1447  ax-10 1448  ax-11 1449  ax-i12 1450  ax-bndl 1451  ax-4 1452  ax-13 1456  ax-14 1457  ax-17 1471  ax-i9 1475  ax-ial 1479  ax-i5r 1480  ax-ext 2077  ax-coll 3975  ax-sep 3978  ax-nul 3986  ax-pow 4030  ax-pr 4060  ax-un 4284  ax-setind 4381  ax-iinf 4431
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 784  df-3or 928  df-3an 929  df-tru 1299  df-fal 1302  df-nf 1402  df-sb 1700  df-eu 1958  df-mo 1959  df-clab 2082  df-cleq 2088  df-clel 2091  df-nfc 2224  df-ne 2263  df-ral 2375  df-rex 2376  df-reu 2377  df-rab 2379  df-v 2635  df-sbc 2855  df-csb 2948  df-dif 3015  df-un 3017  df-in 3019  df-ss 3026  df-nul 3303  df-pw 3451  df-sn 3472  df-pr 3473  df-op 3475  df-uni 3676  df-int 3711  df-iun 3754  df-br 3868  df-opab 3922  df-mpt 3923  df-tr 3959  df-eprel 4140  df-id 4144  df-iord 4217  df-on 4219  df-suc 4222  df-iom 4434  df-xp 4473  df-rel 4474  df-cnv 4475  df-co 4476  df-dm 4477  df-rn 4478  df-res 4479  df-ima 4480  df-iota 5014  df-fun 5051  df-fn 5052  df-f 5053  df-f1 5054  df-fo 5055  df-f1o 5056  df-fv 5057  df-ov 5693  df-oprab 5694  df-mpt2 5695  df-1st 5949  df-2nd 5950  df-recs 6108  df-irdg 6173  df-1o 6219  df-oadd 6223  df-omul 6224  df-er 6332  df-ec 6334  df-qs 6338  df-ni 6960  df-mi 6962  df-lti 6963  df-mpq 7001  df-enq 7003  df-nqqs 7004  df-mqqs 7006  df-1nqqs 7007  df-rq 7008  df-ltnqqs 7009  df-inp 7122
This theorem is referenced by:  addnqpru  7186
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