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Theorem apdifflemf 15460
Description: Lemma for apdiff 15462. Being apart from the point halfway between 𝑄 and 𝑅 suffices for 𝐴 to be a different distance from 𝑄 and from 𝑅. (Contributed by Jim Kingdon, 18-May-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
apdifflemf.a (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
apdifflemf.q (𝜑𝑄 ∈ ℚ)
apdifflemf.r (𝜑𝑅 ∈ ℚ)
apdifflemf.qr (𝜑𝑄 < 𝑅)
apdifflemf.ap (𝜑 → ((𝑄 + 𝑅) / 2) # 𝐴)
Assertion
Ref Expression
apdifflemf (𝜑 → (abs‘(𝐴𝑄)) # (abs‘(𝐴𝑅)))

Proof of Theorem apdifflemf
StepHypRef Expression
1 apdifflemf.a . . . . . . 7 (𝜑𝐴 ∈ ℝ)
21recnd 8034 . . . . . 6 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
3 apdifflemf.r . . . . . . 7 (𝜑𝑅 ∈ ℚ)
4 qcn 9685 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ ℚ → 𝑅 ∈ ℂ)
53, 4syl 14 . . . . . 6 (𝜑𝑅 ∈ ℂ)
62, 5subcld 8316 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴𝑅) ∈ ℂ)
76adantr 276 . . . 4 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (𝐴𝑅) ∈ ℂ)
87abscld 11299 . . 3 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (abs‘(𝐴𝑅)) ∈ ℝ)
9 apdifflemf.q . . . . . . 7 (𝜑𝑄 ∈ ℚ)
10 qcn 9685 . . . . . . 7 (𝑄 ∈ ℚ → 𝑄 ∈ ℂ)
119, 10syl 14 . . . . . 6 (𝜑𝑄 ∈ ℂ)
122, 11subcld 8316 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴𝑄) ∈ ℂ)
1312abscld 11299 . . . 4 (𝜑 → (abs‘(𝐴𝑄)) ∈ ℝ)
1413adantr 276 . . 3 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (abs‘(𝐴𝑄)) ∈ ℝ)
15 qre 9676 . . . . . . . . . 10 (𝑄 ∈ ℚ → 𝑄 ∈ ℝ)
169, 15syl 14 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑄 ∈ ℝ)
1716adantr 276 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → 𝑄 ∈ ℝ)
181adantr 276 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ)
19 qaddcl 9686 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑄 ∈ ℚ ∧ 𝑅 ∈ ℚ) → (𝑄 + 𝑅) ∈ ℚ)
209, 3, 19syl2anc 411 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑄 + 𝑅) ∈ ℚ)
21 qre 9676 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑄 + 𝑅) ∈ ℚ → (𝑄 + 𝑅) ∈ ℝ)
2220, 21syl 14 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑄 + 𝑅) ∈ ℝ)
2322rehalfcld 9215 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝑄 + 𝑅) / 2) ∈ ℝ)
2423adantr 276 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → ((𝑄 + 𝑅) / 2) ∈ ℝ)
25 apdifflemf.qr . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑄 < 𝑅)
26 qre 9676 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑅 ∈ ℚ → 𝑅 ∈ ℝ)
273, 26syl 14 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑅 ∈ ℝ)
28 avglt1 9207 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑄 ∈ ℝ ∧ 𝑅 ∈ ℝ) → (𝑄 < 𝑅𝑄 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)))
2916, 27, 28syl2anc 411 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑄 < 𝑅𝑄 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)))
3025, 29mpbid 147 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑄 < ((𝑄 + 𝑅) / 2))
3130adantr 276 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → 𝑄 < ((𝑄 + 𝑅) / 2))
32 simpr 110 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴)
3317, 24, 18, 31, 32lttrd 8131 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → 𝑄 < 𝐴)
3417, 18, 33ltled 8124 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → 𝑄𝐴)
3517, 18, 34abssubge0d 11294 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (abs‘(𝐴𝑄)) = (𝐴𝑄))
3635oveq2d 5922 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (𝑅 − (abs‘(𝐴𝑄))) = (𝑅 − (𝐴𝑄)))
375adantr 276 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → 𝑅 ∈ ℂ)
382adantr 276 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → 𝐴 ∈ ℂ)
3911adantr 276 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → 𝑄 ∈ ℂ)
4037, 38, 39subsub3d 8346 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (𝑅 − (𝐴𝑄)) = ((𝑅 + 𝑄) − 𝐴))
4137, 39addcomd 8156 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (𝑅 + 𝑄) = (𝑄 + 𝑅))
4241oveq1d 5921 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → ((𝑅 + 𝑄) − 𝐴) = ((𝑄 + 𝑅) − 𝐴))
4336, 40, 423eqtrd 2226 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (𝑅 − (abs‘(𝐴𝑄))) = ((𝑄 + 𝑅) − 𝐴))
4422adantr 276 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (𝑄 + 𝑅) ∈ ℝ)
45 2rp 9710 . . . . . . . . . 10 2 ∈ ℝ+
4645a1i 9 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → 2 ∈ ℝ+)
4744, 18, 46ltdivmuld 9800 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴 ↔ (𝑄 + 𝑅) < (2 · 𝐴)))
4832, 47mpbid 147 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (𝑄 + 𝑅) < (2 · 𝐴))
49382timesd 9211 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (2 · 𝐴) = (𝐴 + 𝐴))
5048, 49breqtrd 4051 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (𝑄 + 𝑅) < (𝐴 + 𝐴))
5144, 18, 18ltsubaddd 8546 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (((𝑄 + 𝑅) − 𝐴) < 𝐴 ↔ (𝑄 + 𝑅) < (𝐴 + 𝐴)))
5250, 51mpbird 167 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → ((𝑄 + 𝑅) − 𝐴) < 𝐴)
5343, 52eqbrtrd 4047 . . . 4 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (𝑅 − (abs‘(𝐴𝑄))) < 𝐴)
5425adantr 276 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → 𝑄 < 𝑅)
5527adantr 276 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → 𝑅 ∈ ℝ)
56 difrp 9744 . . . . . . . 8 ((𝑄 ∈ ℝ ∧ 𝑅 ∈ ℝ) → (𝑄 < 𝑅 ↔ (𝑅𝑄) ∈ ℝ+))
5717, 55, 56syl2anc 411 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (𝑄 < 𝑅 ↔ (𝑅𝑄) ∈ ℝ+))
5854, 57mpbid 147 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (𝑅𝑄) ∈ ℝ+)
5918, 58ltaddrpd 9782 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → 𝐴 < (𝐴 + (𝑅𝑄)))
6035oveq2d 5922 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (𝑅 + (abs‘(𝐴𝑄))) = (𝑅 + (𝐴𝑄)))
6137, 38, 39addsub12d 8339 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (𝑅 + (𝐴𝑄)) = (𝐴 + (𝑅𝑄)))
6260, 61eqtrd 2222 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (𝑅 + (abs‘(𝐴𝑄))) = (𝐴 + (𝑅𝑄)))
6359, 62breqtrrd 4053 . . . 4 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → 𝐴 < (𝑅 + (abs‘(𝐴𝑄))))
6418, 55, 14absdifltd 11296 . . . 4 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → ((abs‘(𝐴𝑅)) < (abs‘(𝐴𝑄)) ↔ ((𝑅 − (abs‘(𝐴𝑄))) < 𝐴𝐴 < (𝑅 + (abs‘(𝐴𝑄))))))
6553, 63, 64mpbir2and 946 . . 3 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (abs‘(𝐴𝑅)) < (abs‘(𝐴𝑄)))
668, 14, 65gtapd 8642 . 2 ((𝜑 ∧ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴) → (abs‘(𝐴𝑄)) # (abs‘(𝐴𝑅)))
6713adantr 276 . . 3 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → (abs‘(𝐴𝑄)) ∈ ℝ)
686adantr 276 . . . 4 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → (𝐴𝑅) ∈ ℂ)
6968abscld 11299 . . 3 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → (abs‘(𝐴𝑅)) ∈ ℝ)
7011, 5, 2subsubd 8344 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑄 − (𝑅𝐴)) = ((𝑄𝑅) + 𝐴))
7116, 27sublt0d 8575 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑄𝑅) < 0 ↔ 𝑄 < 𝑅))
7225, 71mpbird 167 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑄𝑅) < 0)
7316, 27resubcld 8386 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑄𝑅) ∈ ℝ)
74 ltaddnegr 8430 . . . . . . . . 9 (((𝑄𝑅) ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → ((𝑄𝑅) < 0 ↔ ((𝑄𝑅) + 𝐴) < 𝐴))
7573, 1, 74syl2anc 411 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑄𝑅) < 0 ↔ ((𝑄𝑅) + 𝐴) < 𝐴))
7672, 75mpbid 147 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑄𝑅) + 𝐴) < 𝐴)
7770, 76eqbrtrd 4047 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑄 − (𝑅𝐴)) < 𝐴)
7877adantr 276 . . . . 5 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → (𝑄 − (𝑅𝐴)) < 𝐴)
791adantr 276 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → 𝐴 ∈ ℝ)
8022adantr 276 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → (𝑄 + 𝑅) ∈ ℝ)
81 simpr 110 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → 𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2))
8279, 79, 80, 81, 81lt2halvesd 9216 . . . . . . 7 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → (𝐴 + 𝐴) < (𝑄 + 𝑅))
8379, 79, 80ltaddsub2d 8551 . . . . . . 7 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → ((𝐴 + 𝐴) < (𝑄 + 𝑅) ↔ 𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) − 𝐴)))
8482, 83mpbid 147 . . . . . 6 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → 𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) − 𝐴))
8511adantr 276 . . . . . . 7 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → 𝑄 ∈ ℂ)
865adantr 276 . . . . . . 7 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → 𝑅 ∈ ℂ)
872adantr 276 . . . . . . 7 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → 𝐴 ∈ ℂ)
8885, 86, 87addsubassd 8336 . . . . . 6 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → ((𝑄 + 𝑅) − 𝐴) = (𝑄 + (𝑅𝐴)))
8984, 88breqtrd 4051 . . . . 5 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → 𝐴 < (𝑄 + (𝑅𝐴)))
9016adantr 276 . . . . . 6 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → 𝑄 ∈ ℝ)
9127adantr 276 . . . . . . 7 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → 𝑅 ∈ ℝ)
9291, 79resubcld 8386 . . . . . 6 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → (𝑅𝐴) ∈ ℝ)
9379, 90, 92absdifltd 11296 . . . . 5 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → ((abs‘(𝐴𝑄)) < (𝑅𝐴) ↔ ((𝑄 − (𝑅𝐴)) < 𝐴𝐴 < (𝑄 + (𝑅𝐴)))))
9478, 89, 93mpbir2and 946 . . . 4 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → (abs‘(𝐴𝑄)) < (𝑅𝐴))
9523adantr 276 . . . . . . 7 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → ((𝑄 + 𝑅) / 2) ∈ ℝ)
96 avglt2 9208 . . . . . . . . . 10 ((𝑄 ∈ ℝ ∧ 𝑅 ∈ ℝ) → (𝑄 < 𝑅 ↔ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝑅))
9716, 27, 96syl2anc 411 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑄 < 𝑅 ↔ ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝑅))
9825, 97mpbid 147 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝑅)
9998adantr 276 . . . . . . 7 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → ((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝑅)
10079, 95, 91, 81, 99lttrd 8131 . . . . . 6 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → 𝐴 < 𝑅)
10179, 91, 100ltled 8124 . . . . 5 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → 𝐴𝑅)
10279, 91, 101abssuble0d 11295 . . . 4 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → (abs‘(𝐴𝑅)) = (𝑅𝐴))
10394, 102breqtrrd 4053 . . 3 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → (abs‘(𝐴𝑄)) < (abs‘(𝐴𝑅)))
10467, 69, 103ltapd 8643 . 2 ((𝜑𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)) → (abs‘(𝐴𝑄)) # (abs‘(𝐴𝑅)))
105 apdifflemf.ap . . 3 (𝜑 → ((𝑄 + 𝑅) / 2) # 𝐴)
106 reaplt 8593 . . . 4 ((((𝑄 + 𝑅) / 2) ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → (((𝑄 + 𝑅) / 2) # 𝐴 ↔ (((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2))))
10723, 1, 106syl2anc 411 . . 3 (𝜑 → (((𝑄 + 𝑅) / 2) # 𝐴 ↔ (((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2))))
108105, 107mpbid 147 . 2 (𝜑 → (((𝑄 + 𝑅) / 2) < 𝐴𝐴 < ((𝑄 + 𝑅) / 2)))
10966, 104, 108mpjaodan 799 1 (𝜑 → (abs‘(𝐴𝑄)) # (abs‘(𝐴𝑅)))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104  wb 105  wo 709  wcel 2160   class class class wbr 4025  cfv 5242  (class class class)co 5906  cc 7856  cr 7857  0cc0 7858   + caddc 7861   · cmul 7863   < clt 8040  cmin 8176   # cap 8586   / cdiv 8677  2c2 9019  cq 9670  +crp 9705  abscabs 11115
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 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2162  ax-14 2163  ax-ext 2171  ax-coll 4140  ax-sep 4143  ax-nul 4151  ax-pow 4199  ax-pr 4234  ax-un 4458  ax-setind 4561  ax-iinf 4612  ax-cnex 7949  ax-resscn 7950  ax-1cn 7951  ax-1re 7952  ax-icn 7953  ax-addcl 7954  ax-addrcl 7955  ax-mulcl 7956  ax-mulrcl 7957  ax-addcom 7958  ax-mulcom 7959  ax-addass 7960  ax-mulass 7961  ax-distr 7962  ax-i2m1 7963  ax-0lt1 7964  ax-1rid 7965  ax-0id 7966  ax-rnegex 7967  ax-precex 7968  ax-cnre 7969  ax-pre-ltirr 7970  ax-pre-ltwlin 7971  ax-pre-lttrn 7972  ax-pre-apti 7973  ax-pre-ltadd 7974  ax-pre-mulgt0 7975  ax-pre-mulext 7976  ax-arch 7977  ax-caucvg 7978
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2041  df-mo 2042  df-clab 2176  df-cleq 2182  df-clel 2185  df-nfc 2321  df-ne 2361  df-nel 2456  df-ral 2473  df-rex 2474  df-reu 2475  df-rmo 2476  df-rab 2477  df-v 2758  df-sbc 2982  df-csb 3077  df-dif 3151  df-un 3153  df-in 3155  df-ss 3162  df-nul 3443  df-if 3554  df-pw 3599  df-sn 3620  df-pr 3621  df-op 3623  df-uni 3832  df-int 3867  df-iun 3910  df-br 4026  df-opab 4087  df-mpt 4088  df-tr 4124  df-id 4318  df-po 4321  df-iso 4322  df-iord 4391  df-on 4393  df-ilim 4394  df-suc 4396  df-iom 4615  df-xp 4657  df-rel 4658  df-cnv 4659  df-co 4660  df-dm 4661  df-rn 4662  df-res 4663  df-ima 4664  df-iota 5203  df-fun 5244  df-fn 5245  df-f 5246  df-f1 5247  df-fo 5248  df-f1o 5249  df-fv 5250  df-riota 5861  df-ov 5909  df-oprab 5910  df-mpo 5911  df-1st 6180  df-2nd 6181  df-recs 6345  df-frec 6431  df-pnf 8042  df-mnf 8043  df-xr 8044  df-ltxr 8045  df-le 8046  df-sub 8178  df-neg 8179  df-reap 8580  df-ap 8587  df-div 8678  df-inn 8969  df-2 9027  df-3 9028  df-4 9029  df-n0 9227  df-z 9304  df-uz 9579  df-q 9671  df-rp 9706  df-seqfrec 10505  df-exp 10584  df-cj 10960  df-re 10961  df-im 10962  df-rsqrt 11116  df-abs 11117
This theorem is referenced by:  apdiff  15462
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