Theorem ltadd2 8512

Description: Addition to both sides of 'less than'. (Contributed by NM, 12-Nov-1999.) (Revised by Mario Carneiro, 27-May-2016.)

Assertion

Ref	Expression
ltadd2	⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) → (𝐴 < 𝐵 ↔ (𝐶 + 𝐴) < (𝐶 + 𝐵)))

Proof of Theorem ltadd2

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		axltadd 8162	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) → (𝐴 < 𝐵 → (𝐶 + 𝐴) < (𝐶 + 𝐵)))
2		ax-rnegex 8054	. . . 4 ⊢ (𝐶 ∈ ℝ → ∃𝑥 ∈ ℝ (𝐶 + 𝑥) = 0)
3	2	3ad2ant3 1023	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) → ∃𝑥 ∈ ℝ (𝐶 + 𝑥) = 0)
4		simpl3 1005	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐶 ∈ ℝ)
5		simpl1 1003	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐴 ∈ ℝ)
6	4, 5	readdcld 8122	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (𝐶 + 𝐴) ∈ ℝ)
7		simpl2 1004	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐵 ∈ ℝ)
8	4, 7	readdcld 8122	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (𝐶 + 𝐵) ∈ ℝ)
9		simprl 529	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝑥 ∈ ℝ)
10		axltadd 8162	. . . . . 6 ⊢ (((𝐶 + 𝐴) ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝐵) ∈ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → ((𝐶 + 𝐴) < (𝐶 + 𝐵) → (𝑥 + (𝐶 + 𝐴)) < (𝑥 + (𝐶 + 𝐵))))
11	6, 8, 9, 10	syl3anc 1250	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝐶 + 𝐴) < (𝐶 + 𝐵) → (𝑥 + (𝐶 + 𝐴)) < (𝑥 + (𝐶 + 𝐵))))
12	9	recnd 8121	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝑥 ∈ ℂ)
13	4	recnd 8121	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐶 ∈ ℂ)
14	5	recnd 8121	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐴 ∈ ℂ)
15	12, 13, 14	addassd 8115	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐴) = (𝑥 + (𝐶 + 𝐴)))
16	7	recnd 8121	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐵 ∈ ℂ)
17	12, 13, 16	addassd 8115	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐵) = (𝑥 + (𝐶 + 𝐵)))
18	15, 17	breq12d 4064	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (((𝑥 + 𝐶) + 𝐴) < ((𝑥 + 𝐶) + 𝐵) ↔ (𝑥 + (𝐶 + 𝐴)) < (𝑥 + (𝐶 + 𝐵))))
19	11, 18	sylibrd 169	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝐶 + 𝐴) < (𝐶 + 𝐵) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐴) < ((𝑥 + 𝐶) + 𝐵)))
20		simprr 531	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (𝐶 + 𝑥) = 0)
21		addcom 8229	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (𝐶 + 𝑥) = (𝑥 + 𝐶))
22	21	eqeq1d 2215	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → ((𝐶 + 𝑥) = 0 ↔ (𝑥 + 𝐶) = 0))
23	13, 12, 22	syl2anc 411	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝐶 + 𝑥) = 0 ↔ (𝑥 + 𝐶) = 0))
24	20, 23	mpbid 147	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (𝑥 + 𝐶) = 0)
25	24	oveq1d 5972	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐴) = (0 + 𝐴))
26	14	addlidd 8242	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (0 + 𝐴) = 𝐴)
27	25, 26	eqtrd 2239	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐴) = 𝐴)
28	24	oveq1d 5972	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐵) = (0 + 𝐵))
29	16	addlidd 8242	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (0 + 𝐵) = 𝐵)
30	28, 29	eqtrd 2239	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐵) = 𝐵)
31	27, 30	breq12d 4064	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (((𝑥 + 𝐶) + 𝐴) < ((𝑥 + 𝐶) + 𝐵) ↔ 𝐴 < 𝐵))
32	19, 31	sylibd 149	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝐶 + 𝐴) < (𝐶 + 𝐵) → 𝐴 < 𝐵))
33	3, 32	rexlimddv 2629	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) → ((𝐶 + 𝐴) < (𝐶 + 𝐵) → 𝐴 < 𝐵))
34	1, 33	impbid 129	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) → (𝐴 < 𝐵 ↔ (𝐶 + 𝐴) < (𝐶 + 𝐵)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 981   = wceq 1373   ∈ wcel 2177  ∃wrex 2486   class class class wbr 4051  (class class class)co 5957  ℂcc 7943  ℝcr 7944  0cc0 7945   + caddc 7948   < clt 8127

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 2179  ax-14 2180  ax-ext 2188  ax-sep 4170  ax-pow 4226  ax-pr 4261  ax-un 4488  ax-setind 4593  ax-cnex 8036  ax-resscn 8037  ax-1cn 8038  ax-icn 8040  ax-addcl 8041  ax-addrcl 8042  ax-mulcl 8043  ax-addcom 8045  ax-addass 8047  ax-i2m1 8050  ax-0id 8053  ax-rnegex 8054  ax-pre-ltadd 8061

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 2193  df-cleq 2199  df-clel 2202  df-nfc 2338  df-ne 2378  df-nel 2473  df-ral 2490  df-rex 2491  df-rab 2494  df-v 2775  df-dif 3172  df-un 3174  df-in 3176  df-ss 3183  df-pw 3623  df-sn 3644  df-pr 3645  df-op 3647  df-uni 3857  df-br 4052  df-opab 4114  df-xp 4689  df-iota 5241  df-fv 5288  df-ov 5960  df-pnf 8129  df-mnf 8130  df-ltxr 8132

This theorem is referenced by:  ltadd2i  8513  ltadd2d  8514  ltaddneg  8517  ltadd1  8522  ltaddpos  8545  ltsub2  8552  ltaddsublt  8664  avglt1  9296  flqbi2  10456