Theorem nntri3 6523

Description: A trichotomy law for natural numbers. (Contributed by Jim Kingdon, 15-May-2020.)

Assertion

Ref	Expression
nntri3	⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (𝐴 = 𝐵 ↔ (¬ 𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ¬ 𝐵 ∈ 𝐴)))

Proof of Theorem nntri3

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elirr 4558	. . . . . 6 ⊢ ¬ 𝐴 ∈ 𝐴
2		eleq2 2253	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 = 𝐵 → (𝐴 ∈ 𝐴 ↔ 𝐴 ∈ 𝐵))
3	1, 2	mtbii 675	. . . . 5 ⊢ (𝐴 = 𝐵 → ¬ 𝐴 ∈ 𝐵)
4	3	con2i 628	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ 𝐵 → ¬ 𝐴 = 𝐵)
5	4	adantl 277	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → ¬ 𝐴 = 𝐵)
6		simpl 109	. . . . 5 ⊢ ((¬ 𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ¬ 𝐵 ∈ 𝐴) → ¬ 𝐴 ∈ 𝐵)
7	6	con2i 628	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ 𝐵 → ¬ (¬ 𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ¬ 𝐵 ∈ 𝐴))
8	7	adantl 277	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → ¬ (¬ 𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ¬ 𝐵 ∈ 𝐴))
9	5, 8	2falsed 703	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → (𝐴 = 𝐵 ↔ (¬ 𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ¬ 𝐵 ∈ 𝐴)))
10		simpr 110	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ 𝐴 = 𝐵) → 𝐴 = 𝐵)
11		eleq1 2252	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 = 𝐵 → (𝐴 ∈ 𝐴 ↔ 𝐵 ∈ 𝐴))
12	1, 11	mtbii 675	. . . . 5 ⊢ (𝐴 = 𝐵 → ¬ 𝐵 ∈ 𝐴)
13	3, 12	jca 306	. . . 4 ⊢ (𝐴 = 𝐵 → (¬ 𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ¬ 𝐵 ∈ 𝐴))
14	13	adantl 277	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ 𝐴 = 𝐵) → (¬ 𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ¬ 𝐵 ∈ 𝐴))
15	10, 14	2thd 175	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ 𝐴 = 𝐵) → (𝐴 = 𝐵 ↔ (¬ 𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ¬ 𝐵 ∈ 𝐴)))
16	12	con2i 628	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ 𝐴 → ¬ 𝐴 = 𝐵)
17	16	adantl 277	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ 𝐵 ∈ 𝐴) → ¬ 𝐴 = 𝐵)
18		simpr 110	. . . . 5 ⊢ ((¬ 𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ¬ 𝐵 ∈ 𝐴) → ¬ 𝐵 ∈ 𝐴)
19	18	con2i 628	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ 𝐴 → ¬ (¬ 𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ¬ 𝐵 ∈ 𝐴))
20	19	adantl 277	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ 𝐵 ∈ 𝐴) → ¬ (¬ 𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ¬ 𝐵 ∈ 𝐴))
21	17, 20	2falsed 703	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ 𝐵 ∈ 𝐴) → (𝐴 = 𝐵 ↔ (¬ 𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ¬ 𝐵 ∈ 𝐴)))
22		nntri3or 6519	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (𝐴 ∈ 𝐵 ∨ 𝐴 = 𝐵 ∨ 𝐵 ∈ 𝐴))
23	9, 15, 21, 22	mpjao3dan 1318	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ ω) → (𝐴 = 𝐵 ↔ (¬ 𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ¬ 𝐵 ∈ 𝐴)))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1364   ∈ wcel 2160  ωcom 4607

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 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2162  ax-14 2163  ax-ext 2171  ax-sep 4136  ax-nul 4144  ax-pow 4192  ax-pr 4227  ax-un 4451  ax-setind 4554  ax-iinf 4605

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-nf 1472  df-sb 1774  df-clab 2176  df-cleq 2182  df-clel 2185  df-nfc 2321  df-ne 2361  df-ral 2473  df-rex 2474  df-v 2754  df-dif 3146  df-un 3148  df-in 3150  df-ss 3157  df-nul 3438  df-pw 3592  df-sn 3613  df-pr 3614  df-uni 3825  df-int 3860  df-tr 4117  df-iord 4384  df-on 4386  df-suc 4389  df-iom 4608

This theorem is referenced by:  frec2uzf1od  10439  nnti  15223