Theorem prnmaxl 6950

Description: A lower cut has no largest member. (Contributed by Jim Kingdon, 29-Sep-2019.)

Assertion

Ref	Expression
prnmaxl	⊢ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P ∧ 𝐵 ∈ 𝐿) → ∃𝑥 ∈ 𝐿 𝐵 <Q 𝑥)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐵   𝑥,𝐿   𝑥,𝑈

Proof of Theorem prnmaxl

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elprnql 6943	. . . . 5 ⊢ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P ∧ 𝐵 ∈ 𝐿) → 𝐵 ∈ Q)
2		elinp 6936	. . . . . . . 8 ⊢ (⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P ↔ (((𝐿 ⊆ Q ∧ 𝑈 ⊆ Q) ∧ (∃𝑦 ∈ Q 𝑦 ∈ 𝐿 ∧ ∃𝑥 ∈ Q 𝑥 ∈ 𝑈)) ∧ ((∀𝑦 ∈ Q (𝑦 ∈ 𝐿 ↔ ∃𝑥 ∈ Q (𝑦 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)) ∧ ∀𝑥 ∈ Q (𝑥 ∈ 𝑈 ↔ ∃𝑦 ∈ Q (𝑦 <Q 𝑥 ∧ 𝑦 ∈ 𝑈))) ∧ ∀𝑦 ∈ Q ¬ (𝑦 ∈ 𝐿 ∧ 𝑦 ∈ 𝑈) ∧ ∀𝑦 ∈ Q ∀𝑥 ∈ Q (𝑦 <Q 𝑥 → (𝑦 ∈ 𝐿 ∨ 𝑥 ∈ 𝑈)))))
3		simpr1l 996	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐿 ⊆ Q ∧ 𝑈 ⊆ Q) ∧ (∃𝑦 ∈ Q 𝑦 ∈ 𝐿 ∧ ∃𝑥 ∈ Q 𝑥 ∈ 𝑈)) ∧ ((∀𝑦 ∈ Q (𝑦 ∈ 𝐿 ↔ ∃𝑥 ∈ Q (𝑦 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)) ∧ ∀𝑥 ∈ Q (𝑥 ∈ 𝑈 ↔ ∃𝑦 ∈ Q (𝑦 <Q 𝑥 ∧ 𝑦 ∈ 𝑈))) ∧ ∀𝑦 ∈ Q ¬ (𝑦 ∈ 𝐿 ∧ 𝑦 ∈ 𝑈) ∧ ∀𝑦 ∈ Q ∀𝑥 ∈ Q (𝑦 <Q 𝑥 → (𝑦 ∈ 𝐿 ∨ 𝑥 ∈ 𝑈)))) → ∀𝑦 ∈ Q (𝑦 ∈ 𝐿 ↔ ∃𝑥 ∈ Q (𝑦 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
4	2, 3	sylbi 119	. . . . . . 7 ⊢ (⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P → ∀𝑦 ∈ Q (𝑦 ∈ 𝐿 ↔ ∃𝑥 ∈ Q (𝑦 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
5		eleq1 2145	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (𝑦 ∈ 𝐿 ↔ 𝐵 ∈ 𝐿))
6		breq1 3814	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (𝑦 <Q 𝑥 ↔ 𝐵 <Q 𝑥))
7	6	anbi1d 453	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → ((𝑦 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿) ↔ (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
8	7	rexbidv 2375	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (∃𝑥 ∈ Q (𝑦 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿) ↔ ∃𝑥 ∈ Q (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
9	5, 8	bibi12d 233	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → ((𝑦 ∈ 𝐿 ↔ ∃𝑥 ∈ Q (𝑦 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)) ↔ (𝐵 ∈ 𝐿 ↔ ∃𝑥 ∈ Q (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿))))
10	9	rspcv 2708	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 ∈ Q → (∀𝑦 ∈ Q (𝑦 ∈ 𝐿 ↔ ∃𝑥 ∈ Q (𝑦 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)) → (𝐵 ∈ 𝐿 ↔ ∃𝑥 ∈ Q (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿))))
11		bi1 116	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝐿 ↔ ∃𝑥 ∈ Q (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)) → (𝐵 ∈ 𝐿 → ∃𝑥 ∈ Q (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
12	4, 10, 11	syl56 34	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ∈ Q → (⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P → (𝐵 ∈ 𝐿 → ∃𝑥 ∈ Q (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿))))
13	12	impd 251	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ Q → ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P ∧ 𝐵 ∈ 𝐿) → ∃𝑥 ∈ Q (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
14	1, 13	mpcom 36	. . . 4 ⊢ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P ∧ 𝐵 ∈ 𝐿) → ∃𝑥 ∈ Q (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿))
15		df-rex 2359	. . . 4 ⊢ (∃𝑥 ∈ Q (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿) ↔ ∃𝑥(𝑥 ∈ Q ∧ (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
16	14, 15	sylib 120	. . 3 ⊢ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P ∧ 𝐵 ∈ 𝐿) → ∃𝑥(𝑥 ∈ Q ∧ (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
17		ltrelnq 6827	. . . . . . . . 9 ⊢ <Q ⊆ (Q × Q)
18	17	brel 4448	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 <Q 𝑥 → (𝐵 ∈ Q ∧ 𝑥 ∈ Q))
19	18	simprd 112	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 <Q 𝑥 → 𝑥 ∈ Q)
20	19	pm4.71ri 384	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 <Q 𝑥 ↔ (𝑥 ∈ Q ∧ 𝐵 <Q 𝑥))
21	20	anbi1i 446	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿) ↔ ((𝑥 ∈ Q ∧ 𝐵 <Q 𝑥) ∧ 𝑥 ∈ 𝐿))
22		ancom 262	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿) ↔ (𝑥 ∈ 𝐿 ∧ 𝐵 <Q 𝑥))
23		anass 393	. . . . 5 ⊢ (((𝑥 ∈ Q ∧ 𝐵 <Q 𝑥) ∧ 𝑥 ∈ 𝐿) ↔ (𝑥 ∈ Q ∧ (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
24	21, 22, 23	3bitr3i 208	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐿 ∧ 𝐵 <Q 𝑥) ↔ (𝑥 ∈ Q ∧ (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
25	24	exbii 1537	. . 3 ⊢ (∃𝑥(𝑥 ∈ 𝐿 ∧ 𝐵 <Q 𝑥) ↔ ∃𝑥(𝑥 ∈ Q ∧ (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
26	16, 25	sylibr 132	. 2 ⊢ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P ∧ 𝐵 ∈ 𝐿) → ∃𝑥(𝑥 ∈ 𝐿 ∧ 𝐵 <Q 𝑥))
27		df-rex 2359	. 2 ⊢ (∃𝑥 ∈ 𝐿 𝐵 <Q 𝑥 ↔ ∃𝑥(𝑥 ∈ 𝐿 ∧ 𝐵 <Q 𝑥))
28	26, 27	sylibr 132	1 ⊢ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P ∧ 𝐵 ∈ 𝐿) → ∃𝑥 ∈ 𝐿 𝐵 <Q 𝑥)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 102   ↔ wb 103   ∨ wo 662   ∧ w3a 920   = wceq 1285  ∃wex 1422   ∈ wcel 1434  ∀wral 2353  ∃wrex 2354   ⊆ wss 2984  ⟨cop 3425   class class class wbr 3811  Qcnq 6742   <_Q cltq 6747  Pcnp 6753

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 104  ax-ia2 105  ax-ia3 106  ax-in1 577  ax-in2 578  ax-io 663  ax-5 1377  ax-7 1378  ax-gen 1379  ax-ie1 1423  ax-ie2 1424  ax-8 1436  ax-10 1437  ax-11 1438  ax-i12 1439  ax-bndl 1440  ax-4 1441  ax-13 1445  ax-14 1446  ax-17 1460  ax-i9 1464  ax-ial 1468  ax-i5r 1469  ax-ext 2065  ax-coll 3919  ax-sep 3922  ax-pow 3974  ax-pr 4000  ax-un 4224  ax-iinf 4366

This theorem depends on definitions:  df-bi 115  df-3an 922  df-tru 1288  df-nf 1391  df-sb 1688  df-eu 1946  df-mo 1947  df-clab 2070  df-cleq 2076  df-clel 2079  df-nfc 2212  df-ral 2358  df-rex 2359  df-reu 2360  df-rab 2362  df-v 2614  df-sbc 2827  df-csb 2920  df-dif 2986  df-un 2988  df-in 2990  df-ss 2997  df-pw 3408  df-sn 3428  df-pr 3429  df-op 3431  df-uni 3628  df-int 3663  df-iun 3706  df-br 3812  df-opab 3866  df-mpt 3867  df-id 4084  df-iom 4369  df-xp 4407  df-rel 4408  df-cnv 4409  df-co 4410  df-dm 4411  df-rn 4412  df-res 4413  df-ima 4414  df-iota 4934  df-fun 4971  df-fn 4972  df-f 4973  df-f1 4974  df-fo 4975  df-f1o 4976  df-fv 4977  df-qs 6228  df-ni 6766  df-nqqs 6810  df-ltnqqs 6815  df-inp 6928

This theorem is referenced by:  prnmaddl  6952  genprndl  6983  nqprl  7013  1idprl  7052  ltsopr  7058  ltexprlemm  7062  ltexprlemopl  7063  recexprlemloc  7093  recexprlem1ssl  7095  aptiprleml  7101  caucvgprprlemopl  7159