Theorem nqprxx 7903

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 7899	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ Q → (∃𝑞 ∈ Q 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∧ ∃𝑟 ∈ Q 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}))
2		ltrelnq 7722	. . . . . . 7 ⊢ <Q ⊆ (Q × Q)
3	2	brel 4822	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 <Q 𝐴 → (𝑥 ∈ Q ∧ 𝐴 ∈ Q))
4	3	simpld 112	. . . . 5 ⊢ (𝑥 <Q 𝐴 → 𝑥 ∈ Q)
5	4	abssi 3323	. . . 4 ⊢ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ⊆ Q
6	2	brel 4822	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 <Q 𝑥 → (𝐴 ∈ Q ∧ 𝑥 ∈ Q))
7	6	simprd 114	. . . . 5 ⊢ (𝐴 <Q 𝑥 → 𝑥 ∈ Q)
8	7	abssi 3323	. . . 4 ⊢ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥} ⊆ Q
9	5, 8	pm3.2i 272	. . 3 ⊢ ({𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ⊆ Q ∧ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥} ⊆ Q)
10	1, 9	jctil 312	. 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 7900	. . 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 7901	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ Q → ∀𝑞 ∈ Q ¬ (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∧ 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}))
13		nqprloc 7902	. . 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 1208	. 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 7831	. 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 421	1 ⊢ (𝐴 ∈ Q → ⟨{𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴}, {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}⟩ ∈ P)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∨ wo 720   ∧ w3a 1009   ∈ wcel 2209  {cab 2224  ∀wral 2528  ∃wrex 2529   ⊆ wss 3220  ⟨cop 3708   class class class wbr 4125  Qcnq 7637   <_Q cltq 7642  Pcnp 7648

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 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4241  ax-sep 4244  ax-nul 4254  ax-pow 4306  ax-pr 4341  ax-un 4573  ax-setind 4679  ax-iinf 4730

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-pw 3687  df-sn 3711  df-pr 3712  df-op 3714  df-uni 3931  df-int 3966  df-iun 4009  df-br 4126  df-opab 4188  df-mpt 4189  df-tr 4225  df-eprel 4429  df-id 4433  df-po 4436  df-iso 4437  df-iord 4506  df-on 4508  df-suc 4511  df-iom 4733  df-xp 4775  df-rel 4776  df-cnv 4777  df-co 4778  df-dm 4779  df-rn 4780  df-res 4781  df-ima 4782  df-iota 5332  df-fun 5374  df-fn 5375  df-f 5376  df-f1 5377  df-fo 5378  df-f1o 5379  df-fv 5380  df-ov 6078  df-oprab 6079  df-mpo 6080  df-1st 6364  df-2nd 6365  df-recs 6566  df-irdg 6631  df-1o 6677  df-oadd 6681  df-omul 6682  df-er 6797  df-ec 6799  df-qs 6803  df-ni 7661  df-pli 7662  df-mi 7663  df-lti 7664  df-plpq 7701  df-mpq 7702  df-enq 7704  df-nqqs 7705  df-plqqs 7706  df-mqqs 7707  df-1nqqs 7708  df-rq 7709  df-ltnqqs 7710  df-inp 7823

This theorem is referenced by:  nqprlu  7904