Theorem nqprxx 7508

Description: The canonical embedding of the rationals into the reals, expressed with the same variable for the lower and upper cuts. (Contributed by Jim Kingdon, 8-Dec-2019.)

Assertion

Ref	Expression
nqprxx	⊢ (𝐴 ∈ Q → ⟨{𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴}, {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}⟩ ∈ P)

Distinct variable group:   𝑥,𝐴

Proof of Theorem nqprxx

Dummy variables 𝑟 𝑞 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nqprm 7504	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ Q → (∃𝑞 ∈ Q 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∧ ∃𝑟 ∈ Q 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}))
2		ltrelnq 7327	. . . . . . 7 ⊢ <Q ⊆ (Q × Q)
3	2	brel 4663	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 <Q 𝐴 → (𝑥 ∈ Q ∧ 𝐴 ∈ Q))
4	3	simpld 111	. . . . 5 ⊢ (𝑥 <Q 𝐴 → 𝑥 ∈ Q)
5	4	abssi 3222	. . . 4 ⊢ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ⊆ Q
6	2	brel 4663	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 <Q 𝑥 → (𝐴 ∈ Q ∧ 𝑥 ∈ Q))
7	6	simprd 113	. . . . 5 ⊢ (𝐴 <Q 𝑥 → 𝑥 ∈ Q)
8	7	abssi 3222	. . . 4 ⊢ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥} ⊆ Q
9	5, 8	pm3.2i 270	. . 3 ⊢ ({𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ⊆ Q ∧ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥} ⊆ Q)
10	1, 9	jctil 310	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ Q → (({𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ⊆ Q ∧ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥} ⊆ Q) ∧ (∃𝑞 ∈ Q 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∧ ∃𝑟 ∈ Q 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥})))
11		nqprrnd 7505	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ Q → (∀𝑞 ∈ Q (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ↔ ∃𝑟 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 ∧ 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴})) ∧ ∀𝑟 ∈ Q (𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥} ↔ ∃𝑞 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 ∧ 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}))))
12		nqprdisj 7506	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ Q → ∀𝑞 ∈ Q ¬ (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∧ 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}))
13		nqprloc 7507	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ Q → ∀𝑞 ∈ Q ∀𝑟 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 → (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∨ 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥})))
14	11, 12, 13	3jca 1172	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ Q → ((∀𝑞 ∈ Q (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ↔ ∃𝑟 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 ∧ 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴})) ∧ ∀𝑟 ∈ Q (𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥} ↔ ∃𝑞 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 ∧ 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}))) ∧ ∀𝑞 ∈ Q ¬ (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∧ 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}) ∧ ∀𝑞 ∈ Q ∀𝑟 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 → (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∨ 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}))))
15		elinp 7436	. 2 ⊢ (⟨{𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴}, {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}⟩ ∈ P ↔ ((({𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ⊆ Q ∧ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥} ⊆ Q) ∧ (∃𝑞 ∈ Q 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∧ ∃𝑟 ∈ Q 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥})) ∧ ((∀𝑞 ∈ Q (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ↔ ∃𝑟 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 ∧ 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴})) ∧ ∀𝑟 ∈ Q (𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥} ↔ ∃𝑞 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 ∧ 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}))) ∧ ∀𝑞 ∈ Q ¬ (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∧ 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}) ∧ ∀𝑞 ∈ Q ∀𝑟 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 → (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∨ 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥})))))
16	10, 14, 15	sylanbrc 415	1 ⊢ (𝐴 ∈ Q → ⟨{𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴}, {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}⟩ ∈ P)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∨ wo 703   ∧ w3a 973   ∈ wcel 2141  {cab 2156  ∀wral 2448  ∃wrex 2449   ⊆ wss 3121  ⟨cop 3586   class class class wbr 3989  Qcnq 7242   <_Q cltq 7247  Pcnp 7253

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 609  ax-in2 610  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-13 2143  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-coll 4104  ax-sep 4107  ax-nul 4115  ax-pow 4160  ax-pr 4194  ax-un 4418  ax-setind 4521  ax-iinf 4572

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 830  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1351  df-fal 1354  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ne 2341  df-ral 2453  df-rex 2454  df-reu 2455  df-rab 2457  df-v 2732  df-sbc 2956  df-csb 3050  df-dif 3123  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-nul 3415  df-pw 3568  df-sn 3589  df-pr 3590  df-op 3592  df-uni 3797  df-int 3832  df-iun 3875  df-br 3990  df-opab 4051  df-mpt 4052  df-tr 4088  df-eprel 4274  df-id 4278  df-po 4281  df-iso 4282  df-iord 4351  df-on 4353  df-suc 4356  df-iom 4575  df-xp 4617  df-rel 4618  df-cnv 4619  df-co 4620  df-dm 4621  df-rn 4622  df-res 4623  df-ima 4624  df-iota 5160  df-fun 5200  df-fn 5201  df-f 5202  df-f1 5203  df-fo 5204  df-f1o 5205  df-fv 5206  df-ov 5856  df-oprab 5857  df-mpo 5858  df-1st 6119  df-2nd 6120  df-recs 6284  df-irdg 6349  df-1o 6395  df-oadd 6399  df-omul 6400  df-er 6513  df-ec 6515  df-qs 6519  df-ni 7266  df-pli 7267  df-mi 7268  df-lti 7269  df-plpq 7306  df-mpq 7307  df-enq 7309  df-nqqs 7310  df-plqqs 7311  df-mqqs 7312  df-1nqqs 7313  df-rq 7314  df-ltnqqs 7315  df-inp 7428

This theorem is referenced by:  nqprlu  7509