Theorem dedekindicclemeu 13249

Description: Lemma for dedekindicc 13251. Part of proving uniqueness. (Contributed by Jim Kingdon, 15-Feb-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
dedekindicc.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
dedekindicc.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
dedekindicc.lss	⊢ (𝜑 → 𝐿 ⊆ (𝐴[,]𝐵))
dedekindicc.uss	⊢ (𝜑 → 𝑈 ⊆ (𝐴[,]𝐵))
dedekindicc.lm	⊢ (𝜑 → ∃𝑞 ∈ (𝐴[,]𝐵)𝑞 ∈ 𝐿)
dedekindicc.um	⊢ (𝜑 → ∃𝑟 ∈ (𝐴[,]𝐵)𝑟 ∈ 𝑈)
dedekindicc.lr	⊢ (𝜑 → ∀𝑞 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝑞 ∈ 𝐿 ↔ ∃𝑟 ∈ 𝐿 𝑞 < 𝑟))
dedekindicc.ur	⊢ (𝜑 → ∀𝑟 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝑟 ∈ 𝑈 ↔ ∃𝑞 ∈ 𝑈 𝑞 < 𝑟))
dedekindicc.disj	⊢ (𝜑 → (𝐿 ∩ 𝑈) = ∅)
dedekindicc.loc	⊢ (𝜑 → ∀𝑞 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑟 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝑞 < 𝑟 → (𝑞 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈)))
dedekindicc.ab	⊢ (𝜑 → 𝐴 < 𝐵)
dedekindicclemeu.are	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵))
dedekindicclemeu.ac	⊢ (𝜑 → (∀𝑞 ∈ 𝐿 𝑞 < 𝐶 ∧ ∀𝑟 ∈ 𝑈 𝐶 < 𝑟))
dedekindicclemeu.bre	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ (𝐴[,]𝐵))
dedekindicclemeu.bc	⊢ (𝜑 → (∀𝑞 ∈ 𝐿 𝑞 < 𝐷 ∧ ∀𝑟 ∈ 𝑈 𝐷 < 𝑟))
dedekindicclemeu.lt	⊢ (𝜑 → 𝐶 < 𝐷)

Assertion

Ref	Expression
dedekindicclemeu	⊢ (𝜑 → ⊥)

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

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

Proof of Theorem dedekindicclemeu

Step	Hyp	Ref	Expression
1		breq1 3985	. . . 4 ⊢ (𝑞 = 𝐶 → (𝑞 < 𝐶 ↔ 𝐶 < 𝐶))
2		dedekindicclemeu.ac	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (∀𝑞 ∈ 𝐿 𝑞 < 𝐶 ∧ ∀𝑟 ∈ 𝑈 𝐶 < 𝑟))
3	2	simpld 111	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑞 ∈ 𝐿 𝑞 < 𝐶)
4	3	adantr 274	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐿) → ∀𝑞 ∈ 𝐿 𝑞 < 𝐶)
5		simpr 109	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐿) → 𝐶 ∈ 𝐿)
6	1, 4, 5	rspcdva 2835	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐿) → 𝐶 < 𝐶)
7		dedekindicc.a	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
8		dedekindicc.b	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
9		iccssre 9891	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
10	7, 8, 9	syl2anc 409	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
11		dedekindicclemeu.are	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵))
12	10, 11	sseldd 3143	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ)
13	12	ltnrd 8010	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ¬ 𝐶 < 𝐶)
14	13	adantr 274	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐿) → ¬ 𝐶 < 𝐶)
15	6, 14	pm2.21fal 1363	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐿) → ⊥)
16		breq2 3986	. . . 4 ⊢ (𝑟 = 𝐷 → (𝐷 < 𝑟 ↔ 𝐷 < 𝐷))
17		dedekindicclemeu.bc	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (∀𝑞 ∈ 𝐿 𝑞 < 𝐷 ∧ ∀𝑟 ∈ 𝑈 𝐷 < 𝑟))
18	17	simprd 113	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑟 ∈ 𝑈 𝐷 < 𝑟)
19	18	adantr 274	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 ∈ 𝑈) → ∀𝑟 ∈ 𝑈 𝐷 < 𝑟)
20		simpr 109	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 ∈ 𝑈) → 𝐷 ∈ 𝑈)
21	16, 19, 20	rspcdva 2835	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 ∈ 𝑈) → 𝐷 < 𝐷)
22		dedekindicclemeu.bre	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ (𝐴[,]𝐵))
23	10, 22	sseldd 3143	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℝ)
24	23	ltnrd 8010	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ¬ 𝐷 < 𝐷)
25	24	adantr 274	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 ∈ 𝑈) → ¬ 𝐷 < 𝐷)
26	21, 25	pm2.21fal 1363	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐷 ∈ 𝑈) → ⊥)
27		dedekindicclemeu.lt	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐶 < 𝐷)
28		breq2 3986	. . . . 5 ⊢ (𝑟 = 𝐷 → (𝐶 < 𝑟 ↔ 𝐶 < 𝐷))
29		eleq1 2229	. . . . . 6 ⊢ (𝑟 = 𝐷 → (𝑟 ∈ 𝑈 ↔ 𝐷 ∈ 𝑈))
30	29	orbi2d 780	. . . . 5 ⊢ (𝑟 = 𝐷 → ((𝐶 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈) ↔ (𝐶 ∈ 𝐿 ∨ 𝐷 ∈ 𝑈)))
31	28, 30	imbi12d 233	. . . 4 ⊢ (𝑟 = 𝐷 → ((𝐶 < 𝑟 → (𝐶 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈)) ↔ (𝐶 < 𝐷 → (𝐶 ∈ 𝐿 ∨ 𝐷 ∈ 𝑈))))
32		breq1 3985	. . . . . . 7 ⊢ (𝑞 = 𝐶 → (𝑞 < 𝑟 ↔ 𝐶 < 𝑟))
33		eleq1 2229	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑞 = 𝐶 → (𝑞 ∈ 𝐿 ↔ 𝐶 ∈ 𝐿))
34	33	orbi1d 781	. . . . . . 7 ⊢ (𝑞 = 𝐶 → ((𝑞 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈) ↔ (𝐶 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈)))
35	32, 34	imbi12d 233	. . . . . 6 ⊢ (𝑞 = 𝐶 → ((𝑞 < 𝑟 → (𝑞 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈)) ↔ (𝐶 < 𝑟 → (𝐶 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈))))
36	35	ralbidv 2466	. . . . 5 ⊢ (𝑞 = 𝐶 → (∀𝑟 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝑞 < 𝑟 → (𝑞 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈)) ↔ ∀𝑟 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐶 < 𝑟 → (𝐶 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈))))
37		dedekindicc.loc	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑞 ∈ (𝐴[,]𝐵)∀𝑟 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝑞 < 𝑟 → (𝑞 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈)))
38	36, 37, 11	rspcdva 2835	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑟 ∈ (𝐴[,]𝐵)(𝐶 < 𝑟 → (𝐶 ∈ 𝐿 ∨ 𝑟 ∈ 𝑈)))
39	31, 38, 22	rspcdva 2835	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐶 < 𝐷 → (𝐶 ∈ 𝐿 ∨ 𝐷 ∈ 𝑈)))
40	27, 39	mpd 13	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐶 ∈ 𝐿 ∨ 𝐷 ∈ 𝑈))
41	15, 26, 40	mpjaodan 788	1 ⊢ (𝜑 → ⊥)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∨ wo 698   = wceq 1343  ⊥wfal 1348   ∈ wcel 2136  ∀wral 2444  ∃wrex 2445   ∩ cin 3115   ⊆ wss 3116  ∅c0 3409   class class class wbr 3982  (class class class)co 5842  ℝcr 7752   < clt 7933  [,]cicc 9827

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1435  ax-7 1436  ax-gen 1437  ax-ie1 1481  ax-ie2 1482  ax-8 1492  ax-10 1493  ax-11 1494  ax-i12 1495  ax-bndl 1497  ax-4 1498  ax-17 1514  ax-i9 1518  ax-ial 1522  ax-i5r 1523  ax-13 2138  ax-14 2139  ax-ext 2147  ax-sep 4100  ax-pow 4153  ax-pr 4187  ax-un 4411  ax-setind 4514  ax-cnex 7844  ax-resscn 7845  ax-pre-ltirr 7865  ax-pre-ltwlin 7866  ax-pre-lttrn 7867

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3or 969  df-3an 970  df-tru 1346  df-fal 1349  df-nf 1449  df-sb 1751  df-eu 2017  df-mo 2018  df-clab 2152  df-cleq 2158  df-clel 2161  df-nfc 2297  df-ne 2337  df-nel 2432  df-ral 2449  df-rex 2450  df-rab 2453  df-v 2728  df-sbc 2952  df-dif 3118  df-un 3120  df-in 3122  df-ss 3129  df-pw 3561  df-sn 3582  df-pr 3583  df-op 3585  df-uni 3790  df-br 3983  df-opab 4044  df-id 4271  df-po 4274  df-iso 4275  df-xp 4610  df-rel 4611  df-cnv 4612  df-co 4613  df-dm 4614  df-iota 5153  df-fun 5190  df-fv 5196  df-ov 5845  df-oprab 5846  df-mpo 5847  df-pnf 7935  df-mnf 7936  df-xr 7937  df-ltxr 7938  df-le 7939  df-icc 9831

This theorem is referenced by:  dedekindicclemicc  13250