Theorem prnmaxl 7320

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 7313	. . . . 5 ⊢ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P ∧ 𝐵 ∈ 𝐿) → 𝐵 ∈ Q)
2		elinp 7306	. . . . . . . 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 1039	. . . . . . . 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 120	. . . . . . 7 ⊢ (⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P → ∀𝑦 ∈ Q (𝑦 ∈ 𝐿 ↔ ∃𝑥 ∈ Q (𝑦 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
5		eleq1 2203	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (𝑦 ∈ 𝐿 ↔ 𝐵 ∈ 𝐿))
6		breq1 3940	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (𝑦 <Q 𝑥 ↔ 𝐵 <Q 𝑥))
7	6	anbi1d 461	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → ((𝑦 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿) ↔ (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
8	7	rexbidv 2439	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → (∃𝑥 ∈ Q (𝑦 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿) ↔ ∃𝑥 ∈ Q (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
9	5, 8	bibi12d 234	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝐵 → ((𝑦 ∈ 𝐿 ↔ ∃𝑥 ∈ Q (𝑦 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)) ↔ (𝐵 ∈ 𝐿 ↔ ∃𝑥 ∈ Q (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿))))
10	9	rspcv 2789	. . . . . . 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 117	. . . . . . 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 252	. . . . 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 2423	. . . 4 ⊢ (∃𝑥 ∈ Q (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿) ↔ ∃𝑥(𝑥 ∈ Q ∧ (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
16	14, 15	sylib 121	. . 3 ⊢ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P ∧ 𝐵 ∈ 𝐿) → ∃𝑥(𝑥 ∈ Q ∧ (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
17		ltrelnq 7197	. . . . . . . . 9 ⊢ <Q ⊆ (Q × Q)
18	17	brel 4599	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 <Q 𝑥 → (𝐵 ∈ Q ∧ 𝑥 ∈ Q))
19	18	simprd 113	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 <Q 𝑥 → 𝑥 ∈ Q)
20	19	pm4.71ri 390	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 <Q 𝑥 ↔ (𝑥 ∈ Q ∧ 𝐵 <Q 𝑥))
21	20	anbi1i 454	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿) ↔ ((𝑥 ∈ Q ∧ 𝐵 <Q 𝑥) ∧ 𝑥 ∈ 𝐿))
22		ancom 264	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿) ↔ (𝑥 ∈ 𝐿 ∧ 𝐵 <Q 𝑥))
23		anass 399	. . . . 5 ⊢ (((𝑥 ∈ Q ∧ 𝐵 <Q 𝑥) ∧ 𝑥 ∈ 𝐿) ↔ (𝑥 ∈ Q ∧ (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
24	21, 22, 23	3bitr3i 209	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐿 ∧ 𝐵 <Q 𝑥) ↔ (𝑥 ∈ Q ∧ (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
25	24	exbii 1585	. . 3 ⊢ (∃𝑥(𝑥 ∈ 𝐿 ∧ 𝐵 <Q 𝑥) ↔ ∃𝑥(𝑥 ∈ Q ∧ (𝐵 <Q 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝐿)))
26	16, 25	sylibr 133	. 2 ⊢ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P ∧ 𝐵 ∈ 𝐿) → ∃𝑥(𝑥 ∈ 𝐿 ∧ 𝐵 <Q 𝑥))
27		df-rex 2423	. 2 ⊢ (∃𝑥 ∈ 𝐿 𝐵 <Q 𝑥 ↔ ∃𝑥(𝑥 ∈ 𝐿 ∧ 𝐵 <Q 𝑥))
28	26, 27	sylibr 133	1 ⊢ ((⟨𝐿, 𝑈⟩ ∈ P ∧ 𝐵 ∈ 𝐿) → ∃𝑥 ∈ 𝐿 𝐵 <Q 𝑥)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∨ wo 698   ∧ w3a 963   = wceq 1332  ∃wex 1469   ∈ wcel 1481  ∀wral 2417  ∃wrex 2418   ⊆ wss 3076  ⟨cop 3535   class class class wbr 3937  Qcnq 7112   <_Q cltq 7117  Pcnp 7123

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 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1424  ax-7 1425  ax-gen 1426  ax-ie1 1470  ax-ie2 1471  ax-8 1483  ax-10 1484  ax-11 1485  ax-i12 1486  ax-bndl 1487  ax-4 1488  ax-13 1492  ax-14 1493  ax-17 1507  ax-i9 1511  ax-ial 1515  ax-i5r 1516  ax-ext 2122  ax-coll 4051  ax-sep 4054  ax-pow 4106  ax-pr 4139  ax-un 4363  ax-iinf 4510

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 965  df-tru 1335  df-nf 1438  df-sb 1737  df-eu 2003  df-mo 2004  df-clab 2127  df-cleq 2133  df-clel 2136  df-nfc 2271  df-ral 2422  df-rex 2423  df-reu 2424  df-rab 2426  df-v 2691  df-sbc 2914  df-csb 3008  df-dif 3078  df-un 3080  df-in 3082  df-ss 3089  df-pw 3517  df-sn 3538  df-pr 3539  df-op 3541  df-uni 3745  df-int 3780  df-iun 3823  df-br 3938  df-opab 3998  df-mpt 3999  df-id 4223  df-iom 4513  df-xp 4553  df-rel 4554  df-cnv 4555  df-co 4556  df-dm 4557  df-rn 4558  df-res 4559  df-ima 4560  df-iota 5096  df-fun 5133  df-fn 5134  df-f 5135  df-f1 5136  df-fo 5137  df-f1o 5138  df-fv 5139  df-qs 6443  df-ni 7136  df-nqqs 7180  df-ltnqqs 7185  df-inp 7298

This theorem is referenced by:  prnmaddl  7322  genprndl  7353  nqprl  7383  1idprl  7422  ltsopr  7428  ltexprlemm  7432  ltexprlemopl  7433  recexprlemloc  7463  recexprlem1ssl  7465  aptiprleml  7471  caucvgprprlemopl  7529  suplocexprlemrl  7549