cauappcvgprlemdisj - Intuitionistic Logic Explorer

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Theorem cauappcvgprlemdisj 7846

Description: Lemma for cauappcvgpr 7857. The putative limit is disjoint. (Contributed by Jim Kingdon, 18-Jul-2020.)

**Hypotheses**
Ref	Expression
cauappcvgpr.f	⊢ (𝜑 → 𝐹:Q⟶Q)
cauappcvgpr.app	⊢ (𝜑 → ∀𝑝 ∈ Q ∀𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ (𝐹‘𝑞) <_Q ((𝐹‘𝑝) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞))))
cauappcvgpr.bnd	⊢ (𝜑 → ∀𝑝 ∈ Q 𝐴 <_Q (𝐹‘𝑝))
cauappcvgpr.lim	⊢ 𝐿 = ⟨{𝑙 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q (𝑙 +_Q 𝑞) <_Q (𝐹‘𝑞)}, {𝑢 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑢}⟩

**Assertion**
Ref	Expression
cauappcvgprlemdisj	⊢ (𝜑 → ∀𝑠 ∈ Q ¬ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿)))

Distinct variable groups: 𝐴,𝑝 𝐿,𝑝,𝑞 𝜑,𝑝,𝑞 𝐿,𝑠 𝐴,𝑠,𝑝 𝐹,𝑙,𝑢,𝑝,𝑞,𝑠 𝜑,𝑠 Allowed substitution hints: 𝜑(𝑢,𝑙) 𝐴(𝑢,𝑞,𝑙) 𝐿(𝑢,𝑙)

Proof of Theorem cauappcvgprlemdisj Dummy variables 𝑓 𝑔 ℎ are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cauappcvgpr.app	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ∀𝑝 ∈ Q ∀𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ (𝐹‘𝑞) <_Q ((𝐹‘𝑝) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞))))
2		simpl 109	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ (𝐹‘𝑞) <_Q ((𝐹‘𝑝) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞))) → (𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)))
3	2	ralimi 2593	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ (𝐹‘𝑞) <_Q ((𝐹‘𝑝) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞))) → ∀𝑞 ∈ Q (𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)))
4	3	ralimi 2593	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑝 ∈ Q ∀𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ (𝐹‘𝑞) <_Q ((𝐹‘𝑝) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞))) → ∀𝑝 ∈ Q ∀𝑞 ∈ Q (𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)))
5	1, 4	syl 14	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑝 ∈ Q ∀𝑞 ∈ Q (𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)))
6	5	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) → ∀𝑝 ∈ Q ∀𝑞 ∈ Q (𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)))
7		oveq1 6014	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑙 = 𝑠 → (𝑙 +_Q 𝑞) = (𝑠 +_Q 𝑞))
8	7	breq1d 4093	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑙 = 𝑠 → ((𝑙 +_Q 𝑞) <_Q (𝐹‘𝑞) ↔ (𝑠 +_Q 𝑞) <_Q (𝐹‘𝑞)))
9	8	rexbidv 2531	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑙 = 𝑠 → (∃𝑞 ∈ Q (𝑙 +_Q 𝑞) <_Q (𝐹‘𝑞) ↔ ∃𝑞 ∈ Q (𝑠 +_Q 𝑞) <_Q (𝐹‘𝑞)))
10		cauappcvgpr.lim	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 𝐿 = ⟨{𝑙 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q (𝑙 +_Q 𝑞) <_Q (𝐹‘𝑞)}, {𝑢 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑢}⟩
11	10	fveq2i 5632	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (1^st ‘𝐿) = (1^st ‘⟨{𝑙 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q (𝑙 +_Q 𝑞) <_Q (𝐹‘𝑞)}, {𝑢 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑢}⟩)
12		nqex 7558	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ Q ∈ V
13	12	rabex 4228	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ {𝑙 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q (𝑙 +_Q 𝑞) <_Q (𝐹‘𝑞)} ∈ V
14	12	rabex 4228	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ {𝑢 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑢} ∈ V
15	13, 14	op1st 6298	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (1^st ‘⟨{𝑙 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q (𝑙 +_Q 𝑞) <_Q (𝐹‘𝑞)}, {𝑢 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑢}⟩) = {𝑙 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q (𝑙 +_Q 𝑞) <_Q (𝐹‘𝑞)}
16	11, 15	eqtri 2250	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (1^st ‘𝐿) = {𝑙 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q (𝑙 +_Q 𝑞) <_Q (𝐹‘𝑞)}
17	9, 16	elrab2 2962	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ↔ (𝑠 ∈ Q ∧ ∃𝑞 ∈ Q (𝑠 +_Q 𝑞) <_Q (𝐹‘𝑞)))
18	17	simprbi 275	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) → ∃𝑞 ∈ Q (𝑠 +_Q 𝑞) <_Q (𝐹‘𝑞))
19		oveq2 6015	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑞 = 𝑝 → (𝑠 +_Q 𝑞) = (𝑠 +_Q 𝑝))
20		fveq2 5629	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑞 = 𝑝 → (𝐹‘𝑞) = (𝐹‘𝑝))
21	19, 20	breq12d 4096	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑞 = 𝑝 → ((𝑠 +_Q 𝑞) <_Q (𝐹‘𝑞) ↔ (𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝)))
22	21	cbvrexv 2766	. . . . . . . . 9 ⊢ (∃𝑞 ∈ Q (𝑠 +_Q 𝑞) <_Q (𝐹‘𝑞) ↔ ∃𝑝 ∈ Q (𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝))
23	18, 22	sylib 122	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) → ∃𝑝 ∈ Q (𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝))
24		breq2 4087	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑢 = 𝑠 → (((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑢 ↔ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠))
25	24	rexbidv 2531	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑢 = 𝑠 → (∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑢 ↔ ∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠))
26	10	fveq2i 5632	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (2^nd ‘𝐿) = (2^nd ‘⟨{𝑙 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q (𝑙 +_Q 𝑞) <_Q (𝐹‘𝑞)}, {𝑢 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑢}⟩)
27	13, 14	op2nd 6299	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (2^nd ‘⟨{𝑙 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q (𝑙 +_Q 𝑞) <_Q (𝐹‘𝑞)}, {𝑢 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑢}⟩) = {𝑢 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑢}
28	26, 27	eqtri 2250	. . . . . . . . . 10 ⊢ (2^nd ‘𝐿) = {𝑢 ∈ Q ∣ ∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑢}
29	25, 28	elrab2 2962	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿) ↔ (𝑠 ∈ Q ∧ ∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠))
30	29	simprbi 275	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿) → ∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)
31	23, 30	anim12i 338	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿)) → (∃𝑝 ∈ Q (𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠))
32		reeanv 2701	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑝 ∈ Q ∃𝑞 ∈ Q ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠) ↔ (∃𝑝 ∈ Q (𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠))
33	31, 32	sylibr 134	. . . . . 6 ⊢ ((𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿)) → ∃𝑝 ∈ Q ∃𝑞 ∈ Q ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠))
34	33	adantl 277	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) → ∃𝑝 ∈ Q ∃𝑞 ∈ Q ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠))
35	6, 34	r19.29d2r 2675	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) → ∃𝑝 ∈ Q ∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)))
36		simprl 529	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)) → (𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝))
37		simpl 109	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)) → (𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)))
38	36, 37	jca 306	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)) → ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ (𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞))))
39	17	simplbi 274	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) → 𝑠 ∈ Q)
40	39	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿)) → 𝑠 ∈ Q)
41	40	ad3antlr 493	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → 𝑠 ∈ Q)
42		simplr 528	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → 𝑝 ∈ Q)
43		addclnq 7570	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑠 ∈ Q ∧ 𝑝 ∈ Q) → (𝑠 +_Q 𝑝) ∈ Q)
44	41, 42, 43	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → (𝑠 +_Q 𝑝) ∈ Q)
45		cauappcvgpr.f	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝐹:Q⟶Q)
46	45	ad3antrrr 492	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → 𝐹:Q⟶Q)
47	46, 42	ffvelcdmd 5773	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → (𝐹‘𝑝) ∈ Q)
48		simpr 110	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → 𝑞 ∈ Q)
49	46, 48	ffvelcdmd 5773	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → (𝐹‘𝑞) ∈ Q)
50		addclnq 7570	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑝 ∈ Q ∧ 𝑞 ∈ Q) → (𝑝 +_Q 𝑞) ∈ Q)
51	42, 48, 50	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → (𝑝 +_Q 𝑞) ∈ Q)
52		addclnq 7570	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐹‘𝑞) ∈ Q ∧ (𝑝 +_Q 𝑞) ∈ Q) → ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∈ Q)
53	49, 51, 52	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∈ Q)
54		ltsonq 7593	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ <_Q Or Q
55		sotr 4409	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (( <_Q Or Q ∧ ((𝑠 +_Q 𝑝) ∈ Q ∧ (𝐹‘𝑝) ∈ Q ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∈ Q)) → (((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ (𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞))) → (𝑠 +_Q 𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞))))
56	54, 55	mpan 424	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑠 +_Q 𝑝) ∈ Q ∧ (𝐹‘𝑝) ∈ Q ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∈ Q) → (((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ (𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞))) → (𝑠 +_Q 𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞))))
57	44, 47, 53, 56	syl3anc 1271	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → (((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ (𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞))) → (𝑠 +_Q 𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞))))
58	38, 57	syl5 32	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → (((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)) → (𝑠 +_Q 𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞))))
59		simprr 531	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)) → ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)
60	59	a1i 9	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → (((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)) → ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠))
61	58, 60	jcad 307	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → (((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)) → ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)))
62		addcomnqg 7576	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑠 ∈ Q ∧ 𝑝 ∈ Q) → (𝑠 +_Q 𝑝) = (𝑝 +_Q 𝑠))
63	41, 42, 62	syl2anc 411	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → (𝑠 +_Q 𝑝) = (𝑝 +_Q 𝑠))
64		addcomnqg 7576	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑓 ∈ Q ∧ 𝑔 ∈ Q) → (𝑓 +_Q 𝑔) = (𝑔 +_Q 𝑓))
65	64	adantl 277	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) ∧ (𝑓 ∈ Q ∧ 𝑔 ∈ Q)) → (𝑓 +_Q 𝑔) = (𝑔 +_Q 𝑓))
66		addassnqg 7577	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑓 ∈ Q ∧ 𝑔 ∈ Q ∧ ℎ ∈ Q) → ((𝑓 +_Q 𝑔) +_Q ℎ) = (𝑓 +_Q (𝑔 +_Q ℎ)))
67	66	adantl 277	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) ∧ (𝑓 ∈ Q ∧ 𝑔 ∈ Q ∧ ℎ ∈ Q)) → ((𝑓 +_Q 𝑔) +_Q ℎ) = (𝑓 +_Q (𝑔 +_Q ℎ)))
68	49, 42, 48, 65, 67	caov12d 6193	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) = (𝑝 +_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞)))
69	63, 68	breq12d 4096	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ↔ (𝑝 +_Q 𝑠) <_Q (𝑝 +_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞))))
70	69	anbi1d 465	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → (((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠) ↔ ((𝑝 +_Q 𝑠) <_Q (𝑝 +_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞)) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)))
71	61, 70	sylibd 149	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → (((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)) → ((𝑝 +_Q 𝑠) <_Q (𝑝 +_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞)) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)))
72		addclnq 7570	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐹‘𝑞) ∈ Q ∧ 𝑞 ∈ Q) → ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) ∈ Q)
73	49, 48, 72	syl2anc 411	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) ∈ Q)
74		ltanqg 7595	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑠 ∈ Q ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) ∈ Q ∧ 𝑝 ∈ Q) → (𝑠 <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) ↔ (𝑝 +_Q 𝑠) <_Q (𝑝 +_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞))))
75	41, 73, 42, 74	syl3anc 1271	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → (𝑠 <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) ↔ (𝑝 +_Q 𝑠) <_Q (𝑝 +_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞))))
76	75	anbi1d 465	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → ((𝑠 <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠) ↔ ((𝑝 +_Q 𝑠) <_Q (𝑝 +_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞)) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)))
77	71, 76	sylibrd 169	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → (((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)) → (𝑠 <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)))
78		so2nr 4412	. . . . . . . . . 10 ⊢ (( <_Q Or Q ∧ (𝑠 ∈ Q ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) ∈ Q)) → ¬ (𝑠 <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠))
79	54, 78	mpan 424	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑠 ∈ Q ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) ∈ Q) → ¬ (𝑠 <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠))
80	41, 73, 79	syl2anc 411	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → ¬ (𝑠 <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠))
81	80	pm2.21d 622	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → ((𝑠 <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠) → ⊥))
82	77, 81	syld 45	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) ∧ 𝑞 ∈ Q) → (((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)) → ⊥))
83	82	rexlimdva 2648	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) ∧ 𝑝 ∈ Q) → (∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)) → ⊥))
84	83	rexlimdva 2648	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) → (∃𝑝 ∈ Q ∃𝑞 ∈ Q ((𝐹‘𝑝) <_Q ((𝐹‘𝑞) +_Q (𝑝 +_Q 𝑞)) ∧ ((𝑠 +_Q 𝑝) <_Q (𝐹‘𝑝) ∧ ((𝐹‘𝑞) +_Q 𝑞) <_Q 𝑠)) → ⊥))
85	35, 84	mpd 13	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿))) → ⊥)
86	85	inegd 1414	. 2 ⊢ (𝜑 → ¬ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿)))
87	86	ralrimivw 2604	1 ⊢ (𝜑 → ∀𝑠 ∈ Q ¬ (𝑠 ∈ (1^st ‘𝐿) ∧ 𝑠 ∈ (2^nd ‘𝐿)))

Colors of variables: wff set class

Syntax hints: ¬ wn 3 → wi 4 ∧ wa 104 ↔ wb 105 ∧ w3a 1002 = wceq 1395 ⊥wfal 1400 ∈ wcel 2200 ∀wral 2508 ∃wrex 2509 {crab 2512 ⟨cop 3669 class class class wbr 4083 Or wor 4386 ⟶wf 5314 ‘cfv 5318 (class class class)co 6007 1^st c1st 6290 2^nd c2nd 6291 Qcnq 7475 +_Q cplq 7477 <_Q cltq 7480

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 617 ax-in2 618 ax-io 714 ax-5 1493 ax-7 1494 ax-gen 1495 ax-ie1 1539 ax-ie2 1540 ax-8 1550 ax-10 1551 ax-11 1552 ax-i12 1553 ax-bndl 1555 ax-4 1556 ax-17 1572 ax-i9 1576 ax-ial 1580 ax-i5r 1581 ax-13 2202 ax-14 2203 ax-ext 2211 ax-coll 4199 ax-sep 4202 ax-nul 4210 ax-pow 4258 ax-pr 4293 ax-un 4524 ax-setind 4629 ax-iinf 4680

This theorem depends on definitions: df-bi 117 df-dc 840 df-3or 1003 df-3an 1004 df-tru 1398 df-fal 1401 df-nf 1507 df-sb 1809 df-eu 2080 df-mo 2081 df-clab 2216 df-cleq 2222 df-clel 2225 df-nfc 2361 df-ne 2401 df-ral 2513 df-rex 2514 df-reu 2515 df-rab 2517 df-v 2801 df-sbc 3029 df-csb 3125 df-dif 3199 df-un 3201 df-in 3203 df-ss 3210 df-nul 3492 df-pw 3651 df-sn 3672 df-pr 3673 df-op 3675 df-uni 3889 df-int 3924 df-iun 3967 df-br 4084 df-opab 4146 df-mpt 4147 df-tr 4183 df-eprel 4380 df-id 4384 df-po 4387 df-iso 4388 df-iord 4457 df-on 4459 df-suc 4462 df-iom 4683 df-xp 4725 df-rel 4726 df-cnv 4727 df-co 4728 df-dm 4729 df-rn 4730 df-res 4731 df-ima 4732 df-iota 5278 df-fun 5320 df-fn 5321 df-f 5322 df-f1 5323 df-fo 5324 df-f1o 5325 df-fv 5326 df-ov 6010 df-oprab 6011 df-mpo 6012 df-1st 6292 df-2nd 6293 df-recs 6457 df-irdg 6522 df-oadd 6572 df-omul 6573 df-er 6688 df-ec 6690 df-qs 6694 df-ni 7499 df-pli 7500 df-mi 7501 df-lti 7502 df-plpq 7539 df-enq 7542 df-nqqs 7543 df-plqqs 7544 df-ltnqqs 7548

This theorem is referenced by: cauappcvgprlemcl 7848

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