Theorem dedekindeulemeu 15209

Description: Lemma for dedekindeu 15210. Part of proving uniqueness. (Contributed by Jim Kingdon, 31-Jan-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
dedekindeu.lss	⊢ (𝜑 → 𝐿 ⊆ ℝ)
dedekindeu.uss	⊢ (𝜑 → 𝑈 ⊆ ℝ)
dedekindeu.lm	⊢ (𝜑 → ∃𝑞 ∈ ℝ 𝑞 ∈ 𝐿)
dedekindeu.um	⊢ (𝜑 → ∃𝑟 ∈ ℝ 𝑟 ∈ 𝑈)
dedekindeu.lr	⊢ (𝜑 → ∀𝑞 ∈ ℝ (𝑞 ∈ 𝐿 ↔ ∃𝑟 ∈ 𝐿 𝑞 < 𝑟))
dedekindeu.ur	⊢ (𝜑 → ∀𝑟 ∈ ℝ (𝑟 ∈ 𝑈 ↔ ∃𝑞 ∈ 𝑈 𝑞 < 𝑟))
dedekindeu.disj	⊢ (𝜑 → (𝐿 ∩ 𝑈) = ∅)
dedekindeu.loc	⊢ (𝜑 → ∀𝑞 ∈ ℝ ∀𝑟 ∈ ℝ (𝑞 < 𝑟 → (𝑞 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈)))
dedekindeulemeu.are	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
dedekindeulemeu.ac	⊢ (𝜑 → (∀𝑞 ∈ 𝐿 𝑞 < 𝐴 ∧ ∀𝑟 ∈ 𝑈 𝐴 < 𝑟))
dedekindeulemeu.bre	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
dedekindeulemeu.bc	⊢ (𝜑 → (∀𝑞 ∈ 𝐿 𝑞 < 𝐵 ∧ ∀𝑟 ∈ 𝑈 𝐵 < 𝑟))
dedekindeulemeu.lt	⊢ (𝜑 → 𝐴 < 𝐵)

Assertion

Ref	Expression
dedekindeulemeu	⊢ (𝜑 → ⊥)

Distinct variable groups:   𝐴,𝑞,𝑟   𝐵,𝑟   𝐿,𝑞,𝑟   𝑈,𝑞,𝑟

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑟,𝑞)   𝐵(𝑞)

Proof of Theorem dedekindeulemeu

Step	Hyp	Ref	Expression
1		breq1 4062	. . . 4 ⊢ (𝑞 = 𝐴 → (𝑞 < 𝐴 ↔ 𝐴 < 𝐴))
2		dedekindeulemeu.ac	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (∀𝑞 ∈ 𝐿 𝑞 < 𝐴 ∧ ∀𝑟 ∈ 𝑈 𝐴 < 𝑟))
3	2	simpld 112	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑞 ∈ 𝐿 𝑞 < 𝐴)
4	3	adantr 276	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ 𝐿) → ∀𝑞 ∈ 𝐿 𝑞 < 𝐴)
5		simpr 110	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ 𝐿) → 𝐴 ∈ 𝐿)
6	1, 4, 5	rspcdva 2889	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ 𝐿) → 𝐴 < 𝐴)
7		dedekindeulemeu.are	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
8	7	ltnrd 8219	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ¬ 𝐴 < 𝐴)
9	8	adantr 276	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ 𝐿) → ¬ 𝐴 < 𝐴)
10	6, 9	pm2.21fal 1393	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ 𝐿) → ⊥)
11		breq2 4063	. . . 4 ⊢ (𝑟 = 𝐵 → (𝐵 < 𝑟 ↔ 𝐵 < 𝐵))
12		dedekindeulemeu.bc	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (∀𝑞 ∈ 𝐿 𝑞 < 𝐵 ∧ ∀𝑟 ∈ 𝑈 𝐵 < 𝑟))
13	12	simprd 114	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑟 ∈ 𝑈 𝐵 < 𝑟)
14	13	adantr 276	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ 𝑈) → ∀𝑟 ∈ 𝑈 𝐵 < 𝑟)
15		simpr 110	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ 𝑈) → 𝐵 ∈ 𝑈)
16	11, 14, 15	rspcdva 2889	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ 𝑈) → 𝐵 < 𝐵)
17		dedekindeulemeu.bre	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
18	17	ltnrd 8219	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ¬ 𝐵 < 𝐵)
19	18	adantr 276	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ 𝑈) → ¬ 𝐵 < 𝐵)
20	16, 19	pm2.21fal 1393	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ 𝑈) → ⊥)
21		dedekindeulemeu.lt	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐴 < 𝐵)
22		breq2 4063	. . . . 5 ⊢ (𝑟 = 𝐵 → (𝐴 < 𝑟 ↔ 𝐴 < 𝐵))
23		eleq1 2270	. . . . . 6 ⊢ (𝑟 = 𝐵 → (𝑟 ∈ 𝑈 ↔ 𝐵 ∈ 𝑈))
24	23	orbi2d 792	. . . . 5 ⊢ (𝑟 = 𝐵 → ((𝐴 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈) ↔ (𝐴 ∈ 𝐿 ∨ 𝐵 ∈ 𝑈)))
25	22, 24	imbi12d 234	. . . 4 ⊢ (𝑟 = 𝐵 → ((𝐴 < 𝑟 → (𝐴 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈)) ↔ (𝐴 < 𝐵 → (𝐴 ∈ 𝐿 ∨ 𝐵 ∈ 𝑈))))
26		breq1 4062	. . . . . . 7 ⊢ (𝑞 = 𝐴 → (𝑞 < 𝑟 ↔ 𝐴 < 𝑟))
27		eleq1 2270	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑞 = 𝐴 → (𝑞 ∈ 𝐿 ↔ 𝐴 ∈ 𝐿))
28	27	orbi1d 793	. . . . . . 7 ⊢ (𝑞 = 𝐴 → ((𝑞 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈) ↔ (𝐴 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈)))
29	26, 28	imbi12d 234	. . . . . 6 ⊢ (𝑞 = 𝐴 → ((𝑞 < 𝑟 → (𝑞 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈)) ↔ (𝐴 < 𝑟 → (𝐴 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈))))
30	29	ralbidv 2508	. . . . 5 ⊢ (𝑞 = 𝐴 → (∀𝑟 ∈ ℝ (𝑞 < 𝑟 → (𝑞 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈)) ↔ ∀𝑟 ∈ ℝ (𝐴 < 𝑟 → (𝐴 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈))))
31		dedekindeu.loc	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑞 ∈ ℝ ∀𝑟 ∈ ℝ (𝑞 < 𝑟 → (𝑞 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈)))
32	30, 31, 7	rspcdva 2889	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑟 ∈ ℝ (𝐴 < 𝑟 → (𝐴 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈)))
33	25, 32, 17	rspcdva 2889	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 < 𝐵 → (𝐴 ∈ 𝐿 ∨ 𝐵 ∈ 𝑈)))
34	21, 33	mpd 13	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ 𝐿 ∨ 𝐵 ∈ 𝑈))
35	10, 20, 34	mpjaodan 800	1 ⊢ (𝜑 → ⊥)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∨ wo 710   = wceq 1373  ⊥wfal 1378   ∈ wcel 2178  ∀wral 2486  ∃wrex 2487   ∩ cin 3173   ⊆ wss 3174  ∅c0 3468   class class class wbr 4059  ℝcr 7959   < clt 8142

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 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2180  ax-14 2181  ax-ext 2189  ax-sep 4178  ax-pow 4234  ax-pr 4269  ax-un 4498  ax-setind 4603  ax-cnex 8051  ax-resscn 8052  ax-pre-ltirr 8072

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2194  df-cleq 2200  df-clel 2203  df-nfc 2339  df-ne 2379  df-nel 2474  df-ral 2491  df-rex 2492  df-rab 2495  df-v 2778  df-dif 3176  df-un 3178  df-in 3180  df-ss 3187  df-pw 3628  df-sn 3649  df-pr 3650  df-op 3652  df-uni 3865  df-br 4060  df-opab 4122  df-xp 4699  df-pnf 8144  df-mnf 8145  df-ltxr 8147

This theorem is referenced by:  dedekindeu  15210