Theorem ltadd2 8366

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 8017	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) → (𝐴 < 𝐵 → (𝐶 + 𝐴) < (𝐶 + 𝐵)))
2		ax-rnegex 7911	. . . 4 ⊢ (𝐶 ∈ ℝ → ∃𝑥 ∈ ℝ (𝐶 + 𝑥) = 0)
3	2	3ad2ant3 1020	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) → ∃𝑥 ∈ ℝ (𝐶 + 𝑥) = 0)
4		simpl3 1002	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐶 ∈ ℝ)
5		simpl1 1000	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐴 ∈ ℝ)
6	4, 5	readdcld 7977	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (𝐶 + 𝐴) ∈ ℝ)
7		simpl2 1001	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐵 ∈ ℝ)
8	4, 7	readdcld 7977	. . . . . 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 8017	. . . . . 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 1238	. . . . 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 7976	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝑥 ∈ ℂ)
13	4	recnd 7976	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐶 ∈ ℂ)
14	5	recnd 7976	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐴 ∈ ℂ)
15	12, 13, 14	addassd 7970	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐴) = (𝑥 + (𝐶 + 𝐴)))
16	7	recnd 7976	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → 𝐵 ∈ ℂ)
17	12, 13, 16	addassd 7970	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐵) = (𝑥 + (𝐶 + 𝐵)))
18	15, 17	breq12d 4013	. . . . 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 8084	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐶 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → (𝐶 + 𝑥) = (𝑥 + 𝐶))
22	21	eqeq1d 2186	. . . . . . . . 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 5884	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐴) = (0 + 𝐴))
26	14	addid2d 8097	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (0 + 𝐴) = 𝐴)
27	25, 26	eqtrd 2210	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐴) = 𝐴)
28	24	oveq1d 5884	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐵) = (0 + 𝐵))
29	16	addid2d 8097	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → (0 + 𝐵) = 𝐵)
30	28, 29	eqtrd 2210	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ (𝐶 + 𝑥) = 0)) → ((𝑥 + 𝐶) + 𝐵) = 𝐵)
31	27, 30	breq12d 4013	. . . 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 2599	. 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 978   = wceq 1353   ∈ wcel 2148  ∃wrex 2456   class class class wbr 4000  (class class class)co 5869  ℂcc 7800  ℝcr 7801  0cc0 7802   + caddc 7805   < clt 7982

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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-sep 4118  ax-pow 4171  ax-pr 4206  ax-un 4430  ax-setind 4533  ax-cnex 7893  ax-resscn 7894  ax-1cn 7895  ax-icn 7897  ax-addcl 7898  ax-addrcl 7899  ax-mulcl 7900  ax-addcom 7902  ax-addass 7904  ax-i2m1 7907  ax-0id 7910  ax-rnegex 7911  ax-pre-ltadd 7918

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-rab 2464  df-v 2739  df-dif 3131  df-un 3133  df-in 3135  df-ss 3142  df-pw 3576  df-sn 3597  df-pr 3598  df-op 3600  df-uni 3808  df-br 4001  df-opab 4062  df-xp 4629  df-iota 5174  df-fv 5220  df-ov 5872  df-pnf 7984  df-mnf 7985  df-ltxr 7987

This theorem is referenced by:  ltadd2i  8367  ltadd2d  8368  ltaddneg  8371  ltadd1  8376  ltaddpos  8399  ltsub2  8406  ltaddsublt  8518  avglt1  9146  flqbi2  10277