Theorem trirec0 15534

Description: Every real number having a reciprocal or equaling zero is equivalent to real number trichotomy.

This is the key part of the definition of what is known as a discrete field, so "the real numbers are a discrete field" can be taken as an equivalent way to state real trichotomy (see further discussion at trilpo 15533). (Contributed by Jim Kingdon, 10-Jun-2024.)

Assertion

Ref	Expression
trirec0	⊢ (∀𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥) ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑥 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑥 = 0))

Distinct variable group:   𝑥,𝑦,𝑧

Proof of Theorem trirec0

Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpll 527	. . . . . 6 ⊢ (((𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥)) ∧ 𝑥 < 0) → 𝑥 ∈ ℝ)
2		simpr 110	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥)) ∧ 𝑥 < 0) → 𝑥 < 0)
3	1, 2	lt0ap0d 8668	. . . . . 6 ⊢ (((𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥)) ∧ 𝑥 < 0) → 𝑥 # 0)
4		rerecclap 8749	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 # 0) → (1 / 𝑥) ∈ ℝ)
5		recn 8005	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ ℂ)
6		recidap 8705	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ ℂ ∧ 𝑥 # 0) → (𝑥 · (1 / 𝑥)) = 1)
7	5, 6	sylan 283	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 # 0) → (𝑥 · (1 / 𝑥)) = 1)
8		oveq2 5926	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 = (1 / 𝑥) → (𝑥 · 𝑧) = (𝑥 · (1 / 𝑥)))
9	8	eqeq1d 2202	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 = (1 / 𝑥) → ((𝑥 · 𝑧) = 1 ↔ (𝑥 · (1 / 𝑥)) = 1))
10	9	rspcev 2864	. . . . . . 7 ⊢ (((1 / 𝑥) ∈ ℝ ∧ (𝑥 · (1 / 𝑥)) = 1) → ∃𝑧 ∈ ℝ (𝑥 · 𝑧) = 1)
11	4, 7, 10	syl2anc 411	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑥 # 0) → ∃𝑧 ∈ ℝ (𝑥 · 𝑧) = 1)
12	1, 3, 11	syl2anc 411	. . . . 5 ⊢ (((𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥)) ∧ 𝑥 < 0) → ∃𝑧 ∈ ℝ (𝑥 · 𝑧) = 1)
13	12	orcd 734	. . . 4 ⊢ (((𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥)) ∧ 𝑥 < 0) → (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑥 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑥 = 0))
14		simpr 110	. . . . 5 ⊢ (((𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥)) ∧ 𝑥 = 0) → 𝑥 = 0)
15	14	olcd 735	. . . 4 ⊢ (((𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥)) ∧ 𝑥 = 0) → (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑥 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑥 = 0))
16		simpll 527	. . . . . 6 ⊢ (((𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥)) ∧ 0 < 𝑥) → 𝑥 ∈ ℝ)
17		simpr 110	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥)) ∧ 0 < 𝑥) → 0 < 𝑥)
18	16, 17	gt0ap0d 8648	. . . . . 6 ⊢ (((𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥)) ∧ 0 < 𝑥) → 𝑥 # 0)
19	16, 18, 11	syl2anc 411	. . . . 5 ⊢ (((𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥)) ∧ 0 < 𝑥) → ∃𝑧 ∈ ℝ (𝑥 · 𝑧) = 1)
20	19	orcd 734	. . . 4 ⊢ (((𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥)) ∧ 0 < 𝑥) → (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑥 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑥 = 0))
21		0re 8019	. . . . . 6 ⊢ 0 ∈ ℝ
22		breq2 4033	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 0 → (𝑥 < 𝑦 ↔ 𝑥 < 0))
23		eqeq2 2203	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 0 → (𝑥 = 𝑦 ↔ 𝑥 = 0))
24		breq1 4032	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 0 → (𝑦 < 𝑥 ↔ 0 < 𝑥))
25	22, 23, 24	3orbi123d 1322	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = 0 → ((𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥) ↔ (𝑥 < 0 ∨ 𝑥 = 0 ∨ 0 < 𝑥)))
26	25	rspcv 2860	. . . . . 6 ⊢ (0 ∈ ℝ → (∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥) → (𝑥 < 0 ∨ 𝑥 = 0 ∨ 0 < 𝑥)))
27	21, 26	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ (∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥) → (𝑥 < 0 ∨ 𝑥 = 0 ∨ 0 < 𝑥))
28	27	adantl 277	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥)) → (𝑥 < 0 ∨ 𝑥 = 0 ∨ 0 < 𝑥))
29	13, 15, 20, 28	mpjao3dan 1318	. . 3 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥)) → (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑥 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑥 = 0))
30	29	ralimiaa 2556	. 2 ⊢ (∀𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥) → ∀𝑥 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑥 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑥 = 0))
31		oveq1 5925	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑤 → (𝑥 · 𝑧) = (𝑤 · 𝑧))
32	31	eqeq1d 2202	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑤 → ((𝑥 · 𝑧) = 1 ↔ (𝑤 · 𝑧) = 1))
33	32	rexbidv 2495	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑤 → (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑥 · 𝑧) = 1 ↔ ∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1))
34		eqeq1 2200	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑤 → (𝑥 = 0 ↔ 𝑤 = 0))
35	33, 34	orbi12d 794	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑤 → ((∃𝑧 ∈ ℝ (𝑥 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑥 = 0) ↔ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0)))
36	35	cbvralv 2726	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑥 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑥 = 0) ↔ ∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0))
37		nfcv 2336	. . . . . . . . 9 ⊢ Ⅎ𝑧ℝ
38		nfre1 2537	. . . . . . . . . 10 ⊢ Ⅎ𝑧∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1
39		nfv 1539	. . . . . . . . . 10 ⊢ Ⅎ𝑧 𝑤 = 0
40	38, 39	nfor 1585	. . . . . . . . 9 ⊢ Ⅎ𝑧(∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0)
41	37, 40	nfralya 2534	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑧∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0)
42		nfv 1539	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑧(𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)
43	41, 42	nfan 1576	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑧(∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ))
44		nfv 1539	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑧(𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥)
45		simpr 110	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) ∧ (𝑦 − 𝑥) < 0) → (𝑦 − 𝑥) < 0)
46		simprr 531	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → 𝑦 ∈ ℝ)
47	46	ad2antrr 488	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) → 𝑦 ∈ ℝ)
48	47	adantr 276	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) ∧ (𝑦 − 𝑥) < 0) → 𝑦 ∈ ℝ)
49		simprl 529	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → 𝑥 ∈ ℝ)
50	49	ad2antrr 488	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) → 𝑥 ∈ ℝ)
51	50	adantr 276	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) ∧ (𝑦 − 𝑥) < 0) → 𝑥 ∈ ℝ)
52	48, 51	sublt0d 8589	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) ∧ (𝑦 − 𝑥) < 0) → ((𝑦 − 𝑥) < 0 ↔ 𝑦 < 𝑥))
53	45, 52	mpbid 147	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) ∧ (𝑦 − 𝑥) < 0) → 𝑦 < 𝑥)
54	53	3mix3d 1176	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) ∧ (𝑦 − 𝑥) < 0) → (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥))
55		simpr 110	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) ∧ 0 < (𝑦 − 𝑥)) → 0 < (𝑦 − 𝑥))
56	50	adantr 276	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) ∧ 0 < (𝑦 − 𝑥)) → 𝑥 ∈ ℝ)
57	47	adantr 276	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) ∧ 0 < (𝑦 − 𝑥)) → 𝑦 ∈ ℝ)
58	56, 57	posdifd 8551	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) ∧ 0 < (𝑦 − 𝑥)) → (𝑥 < 𝑦 ↔ 0 < (𝑦 − 𝑥)))
59	55, 58	mpbird 167	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) ∧ 0 < (𝑦 − 𝑥)) → 𝑥 < 𝑦)
60	59	3mix1d 1174	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) ∧ 0 < (𝑦 − 𝑥)) → (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥))
61	47	recnd 8048	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) → 𝑦 ∈ ℂ)
62	50	recnd 8048	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) → 𝑥 ∈ ℂ)
63	61, 62	subcld 8330	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) → (𝑦 − 𝑥) ∈ ℂ)
64		simplr 528	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) → 𝑧 ∈ ℝ)
65	64	recnd 8048	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) → 𝑧 ∈ ℂ)
66		simpr 110	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) → ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1)
67		1ap0 8609	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 1 # 0
68	66, 67	eqbrtrdi 4068	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) → ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) # 0)
69	63, 65, 68	mulap0bad 8678	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) → (𝑦 − 𝑥) # 0)
70	46, 49	resubcld 8400	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (𝑦 − 𝑥) ∈ ℝ)
71	70	ad2antrr 488	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) → (𝑦 − 𝑥) ∈ ℝ)
72		reaplt 8607	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑦 − 𝑥) ∈ ℝ ∧ 0 ∈ ℝ) → ((𝑦 − 𝑥) # 0 ↔ ((𝑦 − 𝑥) < 0 ∨ 0 < (𝑦 − 𝑥))))
73	71, 21, 72	sylancl 413	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) → ((𝑦 − 𝑥) # 0 ↔ ((𝑦 − 𝑥) < 0 ∨ 0 < (𝑦 − 𝑥))))
74	69, 73	mpbid 147	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) → ((𝑦 − 𝑥) < 0 ∨ 0 < (𝑦 − 𝑥)))
75	54, 60, 74	mpjaodan 799	. . . . . . . 8 ⊢ ((((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑧 ∈ ℝ) ∧ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) → (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥))
76	75	exp31 364	. . . . . . 7 ⊢ ((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (𝑧 ∈ ℝ → (((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1 → (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥))))
77	43, 44, 76	rexlimd 2608	. . . . . 6 ⊢ ((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (∃𝑧 ∈ ℝ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1 → (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥)))
78	77	imp 124	. . . . 5 ⊢ (((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ ∃𝑧 ∈ ℝ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1) → (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥))
79	46	recnd 8048	. . . . . . . . 9 ⊢ ((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → 𝑦 ∈ ℂ)
80	79	adantr 276	. . . . . . . 8 ⊢ (((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ (𝑦 − 𝑥) = 0) → 𝑦 ∈ ℂ)
81	49	recnd 8048	. . . . . . . . 9 ⊢ ((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → 𝑥 ∈ ℂ)
82	81	adantr 276	. . . . . . . 8 ⊢ (((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ (𝑦 − 𝑥) = 0) → 𝑥 ∈ ℂ)
83		simpr 110	. . . . . . . 8 ⊢ (((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ (𝑦 − 𝑥) = 0) → (𝑦 − 𝑥) = 0)
84	80, 82, 83	subeq0d 8338	. . . . . . 7 ⊢ (((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ (𝑦 − 𝑥) = 0) → 𝑦 = 𝑥)
85	84	equcomd 1718	. . . . . 6 ⊢ (((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ (𝑦 − 𝑥) = 0) → 𝑥 = 𝑦)
86	85	3mix2d 1175	. . . . 5 ⊢ (((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ (𝑦 − 𝑥) = 0) → (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥))
87		oveq1 5925	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑤 = (𝑦 − 𝑥) → (𝑤 · 𝑧) = ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧))
88	87	eqeq1d 2202	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑤 = (𝑦 − 𝑥) → ((𝑤 · 𝑧) = 1 ↔ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1))
89	88	rexbidv 2495	. . . . . . 7 ⊢ (𝑤 = (𝑦 − 𝑥) → (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ↔ ∃𝑧 ∈ ℝ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1))
90		eqeq1 2200	. . . . . . 7 ⊢ (𝑤 = (𝑦 − 𝑥) → (𝑤 = 0 ↔ (𝑦 − 𝑥) = 0))
91	89, 90	orbi12d 794	. . . . . 6 ⊢ (𝑤 = (𝑦 − 𝑥) → ((∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ↔ (∃𝑧 ∈ ℝ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1 ∨ (𝑦 − 𝑥) = 0)))
92		simpl 109	. . . . . 6 ⊢ ((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → ∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0))
93	91, 92, 70	rspcdva 2869	. . . . 5 ⊢ ((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (∃𝑧 ∈ ℝ ((𝑦 − 𝑥) · 𝑧) = 1 ∨ (𝑦 − 𝑥) = 0))
94	78, 86, 93	mpjaodan 799	. . . 4 ⊢ ((∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥))
95	94	ralrimivva 2576	. . 3 ⊢ (∀𝑤 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑤 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑤 = 0) → ∀𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥))
96	36, 95	sylbi 121	. 2 ⊢ (∀𝑥 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑥 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑥 = 0) → ∀𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥))
97	30, 96	impbii 126	1 ⊢ (∀𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 ∨ 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 < 𝑥) ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ (∃𝑧 ∈ ℝ (𝑥 · 𝑧) = 1 ∨ 𝑥 = 0))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∨ wo 709   ∨ w3o 979   = wceq 1364   ∈ wcel 2164  ∀wral 2472  ∃wrex 2473   class class class wbr 4029  (class class class)co 5918  ℂcc 7870  ℝcr 7871  0cc0 7872  1c1 7873   · cmul 7877   < clt 8054   − cmin 8190   # cap 8600   / cdiv 8691

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 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-sep 4147  ax-pow 4203  ax-pr 4238  ax-un 4464  ax-setind 4569  ax-cnex 7963  ax-resscn 7964  ax-1cn 7965  ax-1re 7966  ax-icn 7967  ax-addcl 7968  ax-addrcl 7969  ax-mulcl 7970  ax-mulrcl 7971  ax-addcom 7972  ax-mulcom 7973  ax-addass 7974  ax-mulass 7975  ax-distr 7976  ax-i2m1 7977  ax-0lt1 7978  ax-1rid 7979  ax-0id 7980  ax-rnegex 7981  ax-precex 7982  ax-cnre 7983  ax-pre-ltirr 7984  ax-pre-ltwlin 7985  ax-pre-lttrn 7986  ax-pre-apti 7987  ax-pre-ltadd 7988  ax-pre-mulgt0 7989  ax-pre-mulext 7990

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ne 2365  df-nel 2460  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rmo 2480  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2986  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-pw 3603  df-sn 3624  df-pr 3625  df-op 3627  df-uni 3836  df-br 4030  df-opab 4091  df-id 4324  df-po 4327  df-iso 4328  df-xp 4665  df-rel 4666  df-cnv 4667  df-co 4668  df-dm 4669  df-iota 5215  df-fun 5256  df-fv 5262  df-riota 5873  df-ov 5921  df-oprab 5922  df-mpo 5923  df-pnf 8056  df-mnf 8057  df-xr 8058  df-ltxr 8059  df-le 8060  df-sub 8192  df-neg 8193  df-reap 8594  df-ap 8601  df-div 8692

This theorem is referenced by:  trirec0xor  15535