Theorem maxabslemlub 10972

Description: Lemma for maxabs 10974. A least upper bound for {𝐴, 𝐵}. (Contributed by Jim Kingdon, 20-Dec-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
maxabslemlub.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
maxabslemlub.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
maxabslemlub.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ)
maxabslemlub.clt	⊢ (𝜑 → 𝐶 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2))

Assertion

Ref	Expression
maxabslemlub	⊢ (𝜑 → (𝐶 < 𝐴 ∨ 𝐶 < 𝐵))

Proof of Theorem maxabslemlub

Step	Hyp	Ref	Expression
1		maxabslemlub.clt	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐶 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2))
2		maxabslemlub.c	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ)
3		maxabslemlub.a	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
4		maxabslemlub.b	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
5	3, 4	readdcld 7788	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℝ)
6	3	recnd 7787	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℂ)
7	4	recnd 7787	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
8	6, 7	subcld 8066	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐴 − 𝐵) ∈ ℂ)
9	8	abscld 10946	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (abs‘(𝐴 − 𝐵)) ∈ ℝ)
10	5, 9	readdcld 7788	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) ∈ ℝ)
11	10	rehalfcld 8959	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2) ∈ ℝ)
12		axltwlin 7825	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ ∧ (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2) ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → (𝐶 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2) → (𝐶 < 𝐴 ∨ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2))))
13	2, 11, 3, 12	syl3anc 1216	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐶 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2) → (𝐶 < 𝐴 ∨ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2))))
14	1, 13	mpd 13	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐶 < 𝐴 ∨ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)))
15	1	adantr 274	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → 𝐶 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2))
16	3	adantr 274	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → 𝐴 ∈ ℝ)
17	4	adantr 274	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → 𝐵 ∈ ℝ)
18	16, 17	resubcld 8136	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → (𝐴 − 𝐵) ∈ ℝ)
19		2re 8783	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 2 ∈ ℝ
20	19	a1i 9	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → 2 ∈ ℝ)
21	20, 16	remulcld 7789	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → (2 · 𝐴) ∈ ℝ)
22	21	recnd 7787	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → (2 · 𝐴) ∈ ℂ)
23	6	adantr 274	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → 𝐴 ∈ ℂ)
24	7	adantr 274	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → 𝐵 ∈ ℂ)
25	22, 23, 24	subsub4d 8097	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → (((2 · 𝐴) − 𝐴) − 𝐵) = ((2 · 𝐴) − (𝐴 + 𝐵)))
26		2cnd 8786	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → 2 ∈ ℂ)
27	26, 23	mulsubfacd 8173	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → ((2 · 𝐴) − 𝐴) = ((2 − 1) · 𝐴))
28		2m1e1 8831	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (2 − 1) = 1
29	28	oveq1i 5777	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((2 − 1) · 𝐴) = (1 · 𝐴)
30	27, 29	syl6eq 2186	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → ((2 · 𝐴) − 𝐴) = (1 · 𝐴))
31	23	mulid2d 7777	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → (1 · 𝐴) = 𝐴)
32	30, 31	eqtrd 2170	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → ((2 · 𝐴) − 𝐴) = 𝐴)
33	32	oveq1d 5782	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → (((2 · 𝐴) − 𝐴) − 𝐵) = (𝐴 − 𝐵))
34	25, 33	eqtr3d 2172	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → ((2 · 𝐴) − (𝐴 + 𝐵)) = (𝐴 − 𝐵))
35		simpr 109	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2))
36	10	adantr 274	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → ((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) ∈ ℝ)
37		2rp 9439	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 2 ∈ ℝ+
38	37	a1i 9	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → 2 ∈ ℝ+)
39	16, 36, 38	ltmuldiv2d 9525	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → ((2 · 𝐴) < ((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) ↔ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)))
40	35, 39	mpbird 166	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → (2 · 𝐴) < ((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))))
41	5	adantr 274	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → (𝐴 + 𝐵) ∈ ℝ)
42	9	adantr 274	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → (abs‘(𝐴 − 𝐵)) ∈ ℝ)
43	21, 41, 42	ltsubadd2d 8298	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → (((2 · 𝐴) − (𝐴 + 𝐵)) < (abs‘(𝐴 − 𝐵)) ↔ (2 · 𝐴) < ((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵)))))
44	40, 43	mpbird 166	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → ((2 · 𝐴) − (𝐴 + 𝐵)) < (abs‘(𝐴 − 𝐵)))
45	34, 44	eqbrtrrd 3947	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → (𝐴 − 𝐵) < (abs‘(𝐴 − 𝐵)))
46		ltabs 10852	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 − 𝐵) ∈ ℝ ∧ (𝐴 − 𝐵) < (abs‘(𝐴 − 𝐵))) → (𝐴 − 𝐵) < 0)
47	18, 45, 46	syl2anc 408	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → (𝐴 − 𝐵) < 0)
48	16, 17	sublt0d 8325	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → ((𝐴 − 𝐵) < 0 ↔ 𝐴 < 𝐵))
49	47, 48	mpbid 146	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → 𝐴 < 𝐵)
50	16, 17, 49	maxabslemab 10971	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2) = 𝐵)
51	15, 50	breqtrd 3949	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → 𝐶 < 𝐵)
52	51	ex 114	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2) → 𝐶 < 𝐵))
53	52	orim2d 777	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 < 𝐴 ∨ 𝐴 < (((𝐴 + 𝐵) + (abs‘(𝐴 − 𝐵))) / 2)) → (𝐶 < 𝐴 ∨ 𝐶 < 𝐵)))
54	14, 53	mpd 13	1 ⊢ (𝜑 → (𝐶 < 𝐴 ∨ 𝐶 < 𝐵))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ∨ wo 697   ∈ wcel 1480   class class class wbr 3924  ‘cfv 5118  (class class class)co 5767  ℂcc 7611  ℝcr 7612  0cc0 7613  1c1 7614   + caddc 7616   · cmul 7618   < clt 7793   − cmin 7926   / cdiv 8425  2c2 8764  ℝ⁺crp 9434  abscabs 10762

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 2119  ax-coll 4038  ax-sep 4041  ax-nul 4049  ax-pow 4093  ax-pr 4126  ax-un 4350  ax-setind 4447  ax-iinf 4497  ax-cnex 7704  ax-resscn 7705  ax-1cn 7706  ax-1re 7707  ax-icn 7708  ax-addcl 7709  ax-addrcl 7710  ax-mulcl 7711  ax-mulrcl 7712  ax-addcom 7713  ax-mulcom 7714  ax-addass 7715  ax-mulass 7716  ax-distr 7717  ax-i2m1 7718  ax-0lt1 7719  ax-1rid 7720  ax-0id 7721  ax-rnegex 7722  ax-precex 7723  ax-cnre 7724  ax-pre-ltirr 7725  ax-pre-ltwlin 7726  ax-pre-lttrn 7727  ax-pre-apti 7728  ax-pre-ltadd 7729  ax-pre-mulgt0 7730  ax-pre-mulext 7731  ax-arch 7732  ax-caucvg 7733

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 820  df-3or 963  df-3an 964  df-tru 1334  df-fal 1337  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2000  df-mo 2001  df-clab 2124  df-cleq 2130  df-clel 2133  df-nfc 2268  df-ne 2307  df-nel 2402  df-ral 2419  df-rex 2420  df-reu 2421  df-rmo 2422  df-rab 2423  df-v 2683  df-sbc 2905  df-csb 2999  df-dif 3068  df-un 3070  df-in 3072  df-ss 3079  df-nul 3359  df-if 3470  df-pw 3507  df-sn 3528  df-pr 3529  df-op 3531  df-uni 3732  df-int 3767  df-iun 3810  df-br 3925  df-opab 3985  df-mpt 3986  df-tr 4022  df-id 4210  df-po 4213  df-iso 4214  df-iord 4283  df-on 4285  df-ilim 4286  df-suc 4288  df-iom 4500  df-xp 4540  df-rel 4541  df-cnv 4542  df-co 4543  df-dm 4544  df-rn 4545  df-res 4546  df-ima 4547  df-iota 5083  df-fun 5120  df-fn 5121  df-f 5122  df-f1 5123  df-fo 5124  df-f1o 5125  df-fv 5126  df-riota 5723  df-ov 5770  df-oprab 5771  df-mpo 5772  df-1st 6031  df-2nd 6032  df-recs 6195  df-frec 6281  df-pnf 7795  df-mnf 7796  df-xr 7797  df-ltxr 7798  df-le 7799  df-sub 7928  df-neg 7929  df-reap 8330  df-ap 8337  df-div 8426  df-inn 8714  df-2 8772  df-3 8773  df-4 8774  df-n0 8971  df-z 9048  df-uz 9320  df-rp 9435  df-seqfrec 10212  df-exp 10286  df-cj 10607  df-re 10608  df-im 10609  df-rsqrt 10763  df-abs 10764

This theorem is referenced by:  maxabslemval  10973  maxleastlt  10980