recexprlemss1l - Intuitionistic Logic Explorer

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Theorem recexprlemss1l 7597

Description: The lower cut of 𝐴 ·_P 𝐵 is a subset of the lower cut of one. Lemma for recexpr 7600. (Contributed by Jim Kingdon, 27-Dec-2019.)

**Hypothesis**
Ref	Expression
recexpr.1	⊢ 𝐵 = ⟨{𝑥 ∣ ∃𝑦(𝑥 <_Q 𝑦 ∧ (_Q‘𝑦) ∈ (2^nd ‘𝐴))}, {𝑥 ∣ ∃𝑦(𝑦 <_Q 𝑥 ∧ (_Q‘𝑦) ∈ (1^st ‘𝐴))}⟩

**Assertion**
Ref	Expression
recexprlemss1l	⊢ (𝐴 ∈ P → (1^st ‘(𝐴 ·_P 𝐵)) ⊆ (1^st ‘1_P))

Distinct variable groups: 𝑥,𝑦,𝐴 𝑥,𝐵,𝑦

Proof of Theorem recexprlemss1l Dummy variables 𝑞 𝑧 𝑤 𝑢 𝑓 𝑔 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		recexpr.1	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = ⟨{𝑥 ∣ ∃𝑦(𝑥 <_Q 𝑦 ∧ (_Q‘𝑦) ∈ (2^nd ‘𝐴))}, {𝑥 ∣ ∃𝑦(𝑦 <_Q 𝑥 ∧ (_Q‘𝑦) ∈ (1^st ‘𝐴))}⟩
2	1	recexprlempr 7594	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ P → 𝐵 ∈ P)
3		df-imp 7431	. . . . . 6 ⊢ ·_P = (𝑦 ∈ P, 𝑤 ∈ P ↦ ⟨{𝑢 ∈ Q ∣ ∃𝑓 ∈ Q ∃𝑔 ∈ Q (𝑓 ∈ (1^st ‘𝑦) ∧ 𝑔 ∈ (1^st ‘𝑤) ∧ 𝑢 = (𝑓 ·_Q 𝑔))}, {𝑢 ∈ Q ∣ ∃𝑓 ∈ Q ∃𝑔 ∈ Q (𝑓 ∈ (2^nd ‘𝑦) ∧ 𝑔 ∈ (2^nd ‘𝑤) ∧ 𝑢 = (𝑓 ·_Q 𝑔))}⟩)
4		mulclnq 7338	. . . . . 6 ⊢ ((𝑓 ∈ Q ∧ 𝑔 ∈ Q) → (𝑓 ·_Q 𝑔) ∈ Q)
5	3, 4	genpelvl 7474	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝑤 ∈ (1^st ‘(𝐴 ·_P 𝐵)) ↔ ∃𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)∃𝑞 ∈ (1^st ‘𝐵)𝑤 = (𝑧 ·_Q 𝑞)))
6	2, 5	mpdan 419	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ P → (𝑤 ∈ (1^st ‘(𝐴 ·_P 𝐵)) ↔ ∃𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)∃𝑞 ∈ (1^st ‘𝐵)𝑤 = (𝑧 ·_Q 𝑞)))
7	1	recexprlemell 7584	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑞 ∈ (1^st ‘𝐵) ↔ ∃𝑦(𝑞 <_Q 𝑦 ∧ (*_Q‘𝑦) ∈ (2^nd ‘𝐴)))
8		ltrelnq 7327	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ <_Q ⊆ (Q × Q)
9	8	brel 4663	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑞 <_Q 𝑦 → (𝑞 ∈ Q ∧ 𝑦 ∈ Q))
10	9	simprd 113	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑞 <_Q 𝑦 → 𝑦 ∈ Q)
11		prop 7437	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐴 ∈ P → ⟨(1^st ‘𝐴), (2^nd ‘𝐴)⟩ ∈ P)
12		elprnql 7443	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((⟨(1^st ‘𝐴), (2^nd ‘𝐴)⟩ ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)) → 𝑧 ∈ Q)
13	11, 12	sylan 281	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)) → 𝑧 ∈ Q)
14		ltmnqi 7365	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑞 <_Q 𝑦 ∧ 𝑧 ∈ Q) → (𝑧 ·_Q 𝑞) <_Q (𝑧 ·_Q 𝑦))
15	14	expcom 115	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑧 ∈ Q → (𝑞 <_Q 𝑦 → (𝑧 ·_Q 𝑞) <_Q (𝑧 ·_Q 𝑦)))
16	13, 15	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)) → (𝑞 <_Q 𝑦 → (𝑧 ·_Q 𝑞) <_Q (𝑧 ·_Q 𝑦)))
17	16	adantr 274	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ Q) → (𝑞 <_Q 𝑦 → (𝑧 ·_Q 𝑞) <_Q (𝑧 ·_Q 𝑦)))
18		prltlu 7449	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((⟨(1^st ‘𝐴), (2^nd ‘𝐴)⟩ ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴) ∧ (_Q‘𝑦) ∈ (2^nd ‘𝐴)) → 𝑧 <_Q (_Q‘𝑦))
19	11, 18	syl3an1 1266	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴) ∧ (_Q‘𝑦) ∈ (2^nd ‘𝐴)) → 𝑧 <_Q (_Q‘𝑦))
20	19	3expia 1200	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)) → ((_Q‘𝑦) ∈ (2^nd ‘𝐴) → 𝑧 <_Q (_Q‘𝑦)))
21	20	adantr 274	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ Q) → ((_Q‘𝑦) ∈ (2^nd ‘𝐴) → 𝑧 <_Q (_Q‘𝑦)))
22		ltmnqi 7365	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝑧 <_Q (_Q‘𝑦) ∧ 𝑦 ∈ Q) → (𝑦 ·_Q 𝑧) <_Q (𝑦 ·_Q (_Q‘𝑦)))
23	22	expcom 115	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑦 ∈ Q → (𝑧 <_Q (_Q‘𝑦) → (𝑦 ·_Q 𝑧) <_Q (𝑦 ·_Q (_Q‘𝑦))))
24	23	adantr 274	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑦 ∈ Q ∧ 𝑧 ∈ Q) → (𝑧 <_Q (_Q‘𝑦) → (𝑦 ·_Q 𝑧) <_Q (𝑦 ·_Q (_Q‘𝑦))))
25		mulcomnqg 7345	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑦 ∈ Q ∧ 𝑧 ∈ Q) → (𝑦 ·_Q 𝑧) = (𝑧 ·_Q 𝑦))
26		recidnq 7355	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑦 ∈ Q → (𝑦 ·_Q (*_Q‘𝑦)) = 1_Q)
27	26	adantr 274	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑦 ∈ Q ∧ 𝑧 ∈ Q) → (𝑦 ·_Q (*_Q‘𝑦)) = 1_Q)
28	25, 27	breq12d 4002	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑦 ∈ Q ∧ 𝑧 ∈ Q) → ((𝑦 ·_Q 𝑧) <_Q (𝑦 ·_Q (*_Q‘𝑦)) ↔ (𝑧 ·_Q 𝑦) <_Q 1_Q))
29	24, 28	sylibd 148	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑦 ∈ Q ∧ 𝑧 ∈ Q) → (𝑧 <_Q (*_Q‘𝑦) → (𝑧 ·_Q 𝑦) <_Q 1_Q))
30	29	ancoms 266	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑧 ∈ Q ∧ 𝑦 ∈ Q) → (𝑧 <_Q (*_Q‘𝑦) → (𝑧 ·_Q 𝑦) <_Q 1_Q))
31	13, 30	sylan 281	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ Q) → (𝑧 <_Q (*_Q‘𝑦) → (𝑧 ·_Q 𝑦) <_Q 1_Q))
32	21, 31	syld 45	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ Q) → ((*_Q‘𝑦) ∈ (2^nd ‘𝐴) → (𝑧 ·_Q 𝑦) <_Q 1_Q))
33	17, 32	anim12d 333	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ Q) → ((𝑞 <_Q 𝑦 ∧ (*_Q‘𝑦) ∈ (2^nd ‘𝐴)) → ((𝑧 ·_Q 𝑞) <_Q (𝑧 ·_Q 𝑦) ∧ (𝑧 ·_Q 𝑦) <_Q 1_Q)))
34		ltsonq 7360	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ <_Q Or Q
35	34, 8	sotri 5006	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑧 ·_Q 𝑞) <_Q (𝑧 ·_Q 𝑦) ∧ (𝑧 ·_Q 𝑦) <_Q 1_Q) → (𝑧 ·_Q 𝑞) <_Q 1_Q)
36	33, 35	syl6 33	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)) ∧ 𝑦 ∈ Q) → ((𝑞 <_Q 𝑦 ∧ (*_Q‘𝑦) ∈ (2^nd ‘𝐴)) → (𝑧 ·_Q 𝑞) <_Q 1_Q))
37	36	exp4b 365	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)) → (𝑦 ∈ Q → (𝑞 <_Q 𝑦 → ((*_Q‘𝑦) ∈ (2^nd ‘𝐴) → (𝑧 ·_Q 𝑞) <_Q 1_Q))))
38	10, 37	syl5 32	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)) → (𝑞 <_Q 𝑦 → (𝑞 <_Q 𝑦 → ((*_Q‘𝑦) ∈ (2^nd ‘𝐴) → (𝑧 ·_Q 𝑞) <_Q 1_Q))))
39	38	pm2.43d 50	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)) → (𝑞 <_Q 𝑦 → ((*_Q‘𝑦) ∈ (2^nd ‘𝐴) → (𝑧 ·_Q 𝑞) <_Q 1_Q)))
40	39	impd 252	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)) → ((𝑞 <_Q 𝑦 ∧ (*_Q‘𝑦) ∈ (2^nd ‘𝐴)) → (𝑧 ·_Q 𝑞) <_Q 1_Q))
41	40	exlimdv 1812	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)) → (∃𝑦(𝑞 <_Q 𝑦 ∧ (*_Q‘𝑦) ∈ (2^nd ‘𝐴)) → (𝑧 ·_Q 𝑞) <_Q 1_Q))
42	7, 41	syl5bi 151	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)) → (𝑞 ∈ (1^st ‘𝐵) → (𝑧 ·_Q 𝑞) <_Q 1_Q))
43		breq1 3992	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑤 = (𝑧 ·_Q 𝑞) → (𝑤 <_Q 1_Q ↔ (𝑧 ·_Q 𝑞) <_Q 1_Q))
44	43	biimprcd 159	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑧 ·_Q 𝑞) <_Q 1_Q → (𝑤 = (𝑧 ·_Q 𝑞) → 𝑤 <_Q 1_Q))
45	42, 44	syl6 33	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)) → (𝑞 ∈ (1^st ‘𝐵) → (𝑤 = (𝑧 ·_Q 𝑞) → 𝑤 <_Q 1_Q)))
46	45	expimpd 361	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ P → ((𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴) ∧ 𝑞 ∈ (1^st ‘𝐵)) → (𝑤 = (𝑧 ·_Q 𝑞) → 𝑤 <_Q 1_Q)))
47	46	rexlimdvv 2594	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ P → (∃𝑧 ∈ (1^st ‘𝐴)∃𝑞 ∈ (1^st ‘𝐵)𝑤 = (𝑧 ·_Q 𝑞) → 𝑤 <_Q 1_Q))
48	6, 47	sylbid 149	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ P → (𝑤 ∈ (1^st ‘(𝐴 ·_P 𝐵)) → 𝑤 <_Q 1_Q))
49		1prl 7517	. . . 4 ⊢ (1^st ‘1_P) = {𝑤 ∣ 𝑤 <_Q 1_Q}
50	49	abeq2i 2281	. . 3 ⊢ (𝑤 ∈ (1^st ‘1_P) ↔ 𝑤 <_Q 1_Q)
51	48, 50	syl6ibr 161	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ P → (𝑤 ∈ (1^st ‘(𝐴 ·_P 𝐵)) → 𝑤 ∈ (1^st ‘1_P)))
52	51	ssrdv 3153	1 ⊢ (𝐴 ∈ P → (1^st ‘(𝐴 ·_P 𝐵)) ⊆ (1^st ‘1_P))

Colors of variables: wff set class

Syntax hints: → wi 4 ∧ wa 103 ↔ wb 104 = wceq 1348 ∃wex 1485 ∈ wcel 2141 {cab 2156 ∃wrex 2449 ⊆ wss 3121 ⟨cop 3586 class class class wbr 3989 ‘cfv 5198 (class class class)co 5853 1^st c1st 6117 2^nd c2nd 6118 Qcnq 7242 1_Qc1q 7243 ·_Q cmq 7245 *_Qcrq 7246 <_Q cltq 7247 Pcnp 7253 1_Pc1p 7254 ·_P cmp 7256

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 df-i1p 7429 df-imp 7431

This theorem is referenced by: recexprlemex 7599

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