Theorem ltadd2 8181

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 7834	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) → (𝐴 < 𝐵 → (𝐶 + 𝐴) < (𝐶 + 𝐵)))
2		ax-rnegex 7729	. . . 4 ⊢ (𝐶 ∈ ℝ → ∃𝑥 ∈ ℝ (𝐶 + 𝑥) = 0)
3	2	3ad2ant3 1004	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) → ∃𝑥 ∈ ℝ (𝐶 + 𝑥) = 0)
4		simpl3 986	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐶 ∈ ℝ)
5		simpl1 984	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐴 ∈ ℝ)
6	4, 5	readdcld 7795	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (𝐶 + 𝐴) ∈ ℝ)
7		simpl2 985	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐵 ∈ ℝ)
8	4, 7	readdcld 7795	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (𝐶 + 𝐵) ∈ ℝ)
9		simprl 520	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝑥 ∈ ℝ)
10		axltadd 7834	. . . . . 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 1216	. . . . 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 7794	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝑥 ∈ ℂ)
13	4	recnd 7794	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐶 ∈ ℂ)
14	5	recnd 7794	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐴 ∈ ℂ)
15	12, 13, 14	addassd 7788	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐴) = (𝑥 + (𝐶 + 𝐴)))
16	7	recnd 7794	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐵 ∈ ℂ)
17	12, 13, 16	addassd 7788	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐵) = (𝑥 + (𝐶 + 𝐵)))
18	15, 17	breq12d 3942	. . . . 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 168	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝐶 + 𝐴) < (𝐶 + 𝐵) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐴) < ((𝑥 + 𝐶) + 𝐵)))
20		simprr 521	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (𝐶 + 𝑥) = 0)
21		addcom 7899	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (𝐶 + 𝑥) = (𝑥 + 𝐶))
22	21	eqeq1d 2148	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → ((𝐶 + 𝑥) = 0 ↔ (𝑥 + 𝐶) = 0))
23	13, 12, 22	syl2anc 408	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝐶 + 𝑥) = 0 ↔ (𝑥 + 𝐶) = 0))
24	20, 23	mpbid 146	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (𝑥 + 𝐶) = 0)
25	24	oveq1d 5789	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐴) = (0 + 𝐴))
26	14	addid2d 7912	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (0 + 𝐴) = 𝐴)
27	25, 26	eqtrd 2172	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐴) = 𝐴)
28	24	oveq1d 5789	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐵) = (0 + 𝐵))
29	16	addid2d 7912	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (0 + 𝐵) = 𝐵)
30	28, 29	eqtrd 2172	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐵) = 𝐵)
31	27, 30	breq12d 3942	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (((𝑥 + 𝐶) + 𝐴) < ((𝑥 + 𝐶) + 𝐵) ↔ 𝐴 < 𝐵))
32	19, 31	sylibd 148	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝐶 + 𝐴) < (𝐶 + 𝐵) → 𝐴 < 𝐵))
33	3, 32	rexlimddv 2554	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) → ((𝐶 + 𝐴) < (𝐶 + 𝐵) → 𝐴 < 𝐵))
34	1, 33	impbid 128	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) → (𝐴 < 𝐵 ↔ (𝐶 + 𝐴) < (𝐶 + 𝐵)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∧ w3a 962   = wceq 1331   ∈ wcel 1480  ∃wrex 2417   class class class wbr 3929  (class class class)co 5774  ℂcc 7618  ℝcr 7619  0cc0 7620   + caddc 7623   < clt 7800

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 603  ax-in2 604  ax-io 698  ax-5 1423  ax-7 1424  ax-gen 1425  ax-ie1 1469  ax-ie2 1470  ax-8 1482  ax-10 1483  ax-11 1484  ax-i12 1485  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-13 1491  ax-14 1492  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2121  ax-sep 4046  ax-pow 4098  ax-pr 4131  ax-un 4355  ax-setind 4452  ax-cnex 7711  ax-resscn 7712  ax-1cn 7713  ax-icn 7715  ax-addcl 7716  ax-addrcl 7717  ax-mulcl 7718  ax-addcom 7720  ax-addass 7722  ax-i2m1 7725  ax-0id 7728  ax-rnegex 7729  ax-pre-ltadd 7736

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 964  df-tru 1334  df-fal 1337  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2002  df-mo 2003  df-clab 2126  df-cleq 2132  df-clel 2135  df-nfc 2270  df-ne 2309  df-nel 2404  df-ral 2421  df-rex 2422  df-rab 2425  df-v 2688  df-dif 3073  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-pw 3512  df-sn 3533  df-pr 3534  df-op 3536  df-uni 3737  df-br 3930  df-opab 3990  df-xp 4545  df-iota 5088  df-fv 5131  df-ov 5777  df-pnf 7802  df-mnf 7803  df-ltxr 7805

This theorem is referenced by:  ltadd2i  8182  ltadd2d  8183  ltaddneg  8186  ltadd1  8191  ltaddpos  8214  ltsub2  8221  ltaddsublt  8333  avglt1  8958  flqbi2  10064