ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  suplocexprlemru GIF version

Theorem suplocexprlemru 7720
Description: Lemma for suplocexpr 7726. The upper cut of the putative supremum is rounded. (Contributed by Jim Kingdon, 9-Jan-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
suplocexpr.m (𝜑 → ∃𝑥 𝑥𝐴)
suplocexpr.ub (𝜑 → ∃𝑥P𝑦𝐴 𝑦<P 𝑥)
suplocexpr.loc (𝜑 → ∀𝑥P𝑦P (𝑥<P 𝑦 → (∃𝑧𝐴 𝑥<P 𝑧 ∨ ∀𝑧𝐴 𝑧<P 𝑦)))
suplocexpr.b 𝐵 = ⟨ (1st𝐴), {𝑢Q ∣ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢}⟩
Assertion
Ref Expression
suplocexprlemru (𝜑 → ∀𝑟Q (𝑟 ∈ (2nd𝐵) ↔ ∃𝑞Q (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑞,𝑢   𝑥,𝐴,𝑦   𝐵,𝑞,𝑤   𝜑,𝑞,𝑟,𝑤   𝜑,𝑥,𝑦   𝑢,𝑟,𝑤
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑧,𝑢)   𝐴(𝑧,𝑤,𝑟)   𝐵(𝑥,𝑦,𝑧,𝑢,𝑟)

Proof of Theorem suplocexprlemru
StepHypRef Expression
1 suplocexpr.m . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ∃𝑥 𝑥𝐴)
2 suplocexpr.ub . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ∃𝑥P𝑦𝐴 𝑦<P 𝑥)
3 suplocexpr.loc . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ∀𝑥P𝑦P (𝑥<P 𝑦 → (∃𝑧𝐴 𝑥<P 𝑧 ∨ ∀𝑧𝐴 𝑧<P 𝑦)))
41, 2, 3suplocexprlemss 7716 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐴P)
5 suplocexpr.b . . . . . . . . . . . 12 𝐵 = ⟨ (1st𝐴), {𝑢Q ∣ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢}⟩
65suplocexprlem2b 7715 . . . . . . . . . . 11 (𝐴P → (2nd𝐵) = {𝑢Q ∣ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢})
74, 6syl 14 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (2nd𝐵) = {𝑢Q ∣ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢})
87eleq2d 2247 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑟 ∈ (2nd𝐵) ↔ 𝑟 ∈ {𝑢Q ∣ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢}))
98adantr 276 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑟Q) → (𝑟 ∈ (2nd𝐵) ↔ 𝑟 ∈ {𝑢Q ∣ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢}))
109biimpa 296 . . . . . . 7 (((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) → 𝑟 ∈ {𝑢Q ∣ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢})
11 breq2 4009 . . . . . . . . 9 (𝑢 = 𝑟 → (𝑤 <Q 𝑢𝑤 <Q 𝑟))
1211rexbidv 2478 . . . . . . . 8 (𝑢 = 𝑟 → (∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢 ↔ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑟))
1312elrab 2895 . . . . . . 7 (𝑟 ∈ {𝑢Q ∣ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢} ↔ (𝑟Q ∧ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑟))
1410, 13sylib 122 . . . . . 6 (((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) → (𝑟Q ∧ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑟))
1514simprd 114 . . . . 5 (((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) → ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑟)
16 ltbtwnnqq 7416 . . . . . . . 8 (𝑤 <Q 𝑟 ↔ ∃𝑞Q (𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟))
1716biimpi 120 . . . . . . 7 (𝑤 <Q 𝑟 → ∃𝑞Q (𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟))
1817ad2antll 491 . . . . . 6 ((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) ∧ (𝑤 (2nd𝐴) ∧ 𝑤 <Q 𝑟)) → ∃𝑞Q (𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟))
19 simprr 531 . . . . . . . . 9 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) ∧ (𝑤 (2nd𝐴) ∧ 𝑤 <Q 𝑟)) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟)) → 𝑞 <Q 𝑟)
20 breq2 4009 . . . . . . . . . . . 12 (𝑢 = 𝑞 → (𝑤 <Q 𝑢𝑤 <Q 𝑞))
2120rexbidv 2478 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 = 𝑞 → (∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢 ↔ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑞))
22 simplr 528 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) ∧ (𝑤 (2nd𝐴) ∧ 𝑤 <Q 𝑟)) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟)) → 𝑞Q)
23 simprl 529 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) ∧ (𝑤 (2nd𝐴) ∧ 𝑤 <Q 𝑟)) → 𝑤 (2nd𝐴))
2423ad2antrr 488 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) ∧ (𝑤 (2nd𝐴) ∧ 𝑤 <Q 𝑟)) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟)) → 𝑤 (2nd𝐴))
25 simprl 529 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) ∧ (𝑤 (2nd𝐴) ∧ 𝑤 <Q 𝑟)) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟)) → 𝑤 <Q 𝑞)
2624, 25jca 306 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) ∧ (𝑤 (2nd𝐴) ∧ 𝑤 <Q 𝑟)) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟)) → (𝑤 (2nd𝐴) ∧ 𝑤 <Q 𝑞))
27 rspe 2526 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑤 (2nd𝐴) ∧ 𝑤 <Q 𝑞) → ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑞)
2826, 27syl 14 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) ∧ (𝑤 (2nd𝐴) ∧ 𝑤 <Q 𝑟)) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟)) → ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑞)
2921, 22, 28elrabd 2897 . . . . . . . . . 10 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) ∧ (𝑤 (2nd𝐴) ∧ 𝑤 <Q 𝑟)) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟)) → 𝑞 ∈ {𝑢Q ∣ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢})
307eleq2d 2247 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑞 ∈ (2nd𝐵) ↔ 𝑞 ∈ {𝑢Q ∣ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢}))
3130ad5antr 496 . . . . . . . . . 10 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) ∧ (𝑤 (2nd𝐴) ∧ 𝑤 <Q 𝑟)) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟)) → (𝑞 ∈ (2nd𝐵) ↔ 𝑞 ∈ {𝑢Q ∣ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢}))
3229, 31mpbird 167 . . . . . . . . 9 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) ∧ (𝑤 (2nd𝐴) ∧ 𝑤 <Q 𝑟)) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟)) → 𝑞 ∈ (2nd𝐵))
3319, 32jca 306 . . . . . . . 8 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) ∧ (𝑤 (2nd𝐴) ∧ 𝑤 <Q 𝑟)) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟)) → (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵)))
3433ex 115 . . . . . . 7 (((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) ∧ (𝑤 (2nd𝐴) ∧ 𝑤 <Q 𝑟)) ∧ 𝑞Q) → ((𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟) → (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))))
3534reximdva 2579 . . . . . 6 ((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) ∧ (𝑤 (2nd𝐴) ∧ 𝑤 <Q 𝑟)) → (∃𝑞Q (𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟) → ∃𝑞Q (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))))
3618, 35mpd 13 . . . . 5 ((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) ∧ (𝑤 (2nd𝐴) ∧ 𝑤 <Q 𝑟)) → ∃𝑞Q (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵)))
3715, 36rexlimddv 2599 . . . 4 (((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑟 ∈ (2nd𝐵)) → ∃𝑞Q (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵)))
3837ex 115 . . 3 ((𝜑𝑟Q) → (𝑟 ∈ (2nd𝐵) → ∃𝑞Q (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))))
39 simpllr 534 . . . . . 6 ((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) → 𝑟Q)
40 simprr 531 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) → 𝑞 ∈ (2nd𝐵))
4130ad3antrrr 492 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) → (𝑞 ∈ (2nd𝐵) ↔ 𝑞 ∈ {𝑢Q ∣ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢}))
4240, 41mpbid 147 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) → 𝑞 ∈ {𝑢Q ∣ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢})
4321elrab 2895 . . . . . . . . 9 (𝑞 ∈ {𝑢Q ∣ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢} ↔ (𝑞Q ∧ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑞))
4442, 43sylib 122 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) → (𝑞Q ∧ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑞))
4544simprd 114 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) → ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑞)
46 simpr 110 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) ∧ 𝑤 (2nd𝐴)) ∧ 𝑤 <Q 𝑞) → 𝑤 <Q 𝑞)
47 simprl 529 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) → 𝑞 <Q 𝑟)
4847ad2antrr 488 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) ∧ 𝑤 (2nd𝐴)) ∧ 𝑤 <Q 𝑞) → 𝑞 <Q 𝑟)
4946, 48jca 306 . . . . . . . . . 10 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) ∧ 𝑤 (2nd𝐴)) ∧ 𝑤 <Q 𝑞) → (𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟))
50 ltrelnq 7366 . . . . . . . . . . . . . 14 <Q ⊆ (Q × Q)
5150brel 4680 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 <Q 𝑞 → (𝑤Q𝑞Q))
5251simpld 112 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 <Q 𝑞𝑤Q)
5352adantl 277 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) ∧ 𝑤 (2nd𝐴)) ∧ 𝑤 <Q 𝑞) → 𝑤Q)
54 simp-4r 542 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) ∧ 𝑤 (2nd𝐴)) ∧ 𝑤 <Q 𝑞) → 𝑞Q)
5539ad2antrr 488 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) ∧ 𝑤 (2nd𝐴)) ∧ 𝑤 <Q 𝑞) → 𝑟Q)
56 ltsonq 7399 . . . . . . . . . . . 12 <Q Or Q
57 sotr 4320 . . . . . . . . . . . 12 (( <Q Or Q ∧ (𝑤Q𝑞Q𝑟Q)) → ((𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟) → 𝑤 <Q 𝑟))
5856, 57mpan 424 . . . . . . . . . . 11 ((𝑤Q𝑞Q𝑟Q) → ((𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟) → 𝑤 <Q 𝑟))
5953, 54, 55, 58syl3anc 1238 . . . . . . . . . 10 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) ∧ 𝑤 (2nd𝐴)) ∧ 𝑤 <Q 𝑞) → ((𝑤 <Q 𝑞𝑞 <Q 𝑟) → 𝑤 <Q 𝑟))
6049, 59mpd 13 . . . . . . . . 9 ((((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) ∧ 𝑤 (2nd𝐴)) ∧ 𝑤 <Q 𝑞) → 𝑤 <Q 𝑟)
6160ex 115 . . . . . . . 8 (((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) ∧ 𝑤 (2nd𝐴)) → (𝑤 <Q 𝑞𝑤 <Q 𝑟))
6261reximdva 2579 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) → (∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑞 → ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑟))
6345, 62mpd 13 . . . . . 6 ((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) → ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑟)
6412, 39, 63elrabd 2897 . . . . 5 ((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) → 𝑟 ∈ {𝑢Q ∣ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢})
658ad3antrrr 492 . . . . 5 ((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) → (𝑟 ∈ (2nd𝐵) ↔ 𝑟 ∈ {𝑢Q ∣ ∃𝑤 (2nd𝐴)𝑤 <Q 𝑢}))
6664, 65mpbird 167 . . . 4 ((((𝜑𝑟Q) ∧ 𝑞Q) ∧ (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))) → 𝑟 ∈ (2nd𝐵))
6766rexlimdva2 2597 . . 3 ((𝜑𝑟Q) → (∃𝑞Q (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵)) → 𝑟 ∈ (2nd𝐵)))
6838, 67impbid 129 . 2 ((𝜑𝑟Q) → (𝑟 ∈ (2nd𝐵) ↔ ∃𝑞Q (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))))
6968ralrimiva 2550 1 (𝜑 → ∀𝑟Q (𝑟 ∈ (2nd𝐵) ↔ ∃𝑞Q (𝑞 <Q 𝑟𝑞 ∈ (2nd𝐵))))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104  wb 105  wo 708  w3a 978   = wceq 1353  wex 1492  wcel 2148  wral 2455  wrex 2456  {crab 2459  wss 3131  cop 3597   cuni 3811   cint 3846   class class class wbr 4005   Or wor 4297  cima 4631  cfv 5218  1st c1st 6141  2nd c2nd 6142  Qcnq 7281   <Q cltq 7286  Pcnp 7292  <P cltp 7296
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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-coll 4120  ax-sep 4123  ax-nul 4131  ax-pow 4176  ax-pr 4211  ax-un 4435  ax-setind 4538  ax-iinf 4589
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rab 2464  df-v 2741  df-sbc 2965  df-csb 3060  df-dif 3133  df-un 3135  df-in 3137  df-ss 3144  df-nul 3425  df-pw 3579  df-sn 3600  df-pr 3601  df-op 3603  df-uni 3812  df-int 3847  df-iun 3890  df-br 4006  df-opab 4067  df-mpt 4068  df-tr 4104  df-eprel 4291  df-id 4295  df-po 4298  df-iso 4299  df-iord 4368  df-on 4370  df-suc 4373  df-iom 4592  df-xp 4634  df-rel 4635  df-cnv 4636  df-co 4637  df-dm 4638  df-rn 4639  df-res 4640  df-ima 4641  df-iota 5180  df-fun 5220  df-fn 5221  df-f 5222  df-f1 5223  df-fo 5224  df-f1o 5225  df-fv 5226  df-ov 5880  df-oprab 5881  df-mpo 5882  df-1st 6143  df-2nd 6144  df-recs 6308  df-irdg 6373  df-1o 6419  df-oadd 6423  df-omul 6424  df-er 6537  df-ec 6539  df-qs 6543  df-ni 7305  df-pli 7306  df-mi 7307  df-lti 7308  df-plpq 7345  df-mpq 7346  df-enq 7348  df-nqqs 7349  df-plqqs 7350  df-mqqs 7351  df-1nqqs 7352  df-rq 7353  df-ltnqqs 7354  df-inp 7467  df-iltp 7471
This theorem is referenced by:  suplocexprlemex  7723
  Copyright terms: Public domain W3C validator