Theorem 1idpr 11020

Description: 1 is an identity element for positive real multiplication. Theorem 9-3.7(iv) of [Gleason] p. 124. (Contributed by NM, 2-Apr-1996.) (New usage is discouraged.)

Assertion

Ref	Expression
1idpr	⊢ (𝐴 ∈ P → (𝐴 ·P 1P) = 𝐴)

Proof of Theorem 1idpr

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 𝑤 𝑣 𝑢 𝑓 𝑔 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-rex 3071	. . . . 5 ⊢ (∃𝑔 ∈ 1P 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔) ↔ ∃𝑔(𝑔 ∈ 1P ∧ 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔)))
2		elprnq 10982	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) → 𝑓 ∈ Q)
3		breq1 5150	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔) → (𝑥 <Q 𝑓 ↔ (𝑓 ·Q 𝑔) <Q 𝑓))
4		df-1p 10973	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 1P = {𝑔 ∣ 𝑔 <Q 1Q}
5	4	eqabri 2877	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑔 ∈ 1P ↔ 𝑔 <Q 1Q)
6		ltmnq 10963	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑓 ∈ Q → (𝑔 <Q 1Q ↔ (𝑓 ·Q 𝑔) <Q (𝑓 ·Q 1Q)))
7		mulidnq 10954	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑓 ∈ Q → (𝑓 ·Q 1Q) = 𝑓)
8	7	breq2d 5159	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑓 ∈ Q → ((𝑓 ·Q 𝑔) <Q (𝑓 ·Q 1Q) ↔ (𝑓 ·Q 𝑔) <Q 𝑓))
9	6, 8	bitrd 278	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑓 ∈ Q → (𝑔 <Q 1Q ↔ (𝑓 ·Q 𝑔) <Q 𝑓))
10	5, 9	bitr2id 283	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑓 ∈ Q → ((𝑓 ·Q 𝑔) <Q 𝑓 ↔ 𝑔 ∈ 1P))
11	3, 10	sylan9bbr 511	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑓 ∈ Q ∧ 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔)) → (𝑥 <Q 𝑓 ↔ 𝑔 ∈ 1P))
12	2, 11	sylan 580	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) ∧ 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔)) → (𝑥 <Q 𝑓 ↔ 𝑔 ∈ 1P))
13	12	ex 413	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) → (𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔) → (𝑥 <Q 𝑓 ↔ 𝑔 ∈ 1P)))
14	13	pm5.32rd 578	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) → ((𝑥 <Q 𝑓 ∧ 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔)) ↔ (𝑔 ∈ 1P ∧ 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔))))
15	14	exbidv 1924	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) → (∃𝑔(𝑥 <Q 𝑓 ∧ 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔)) ↔ ∃𝑔(𝑔 ∈ 1P ∧ 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔))))
16		19.42v 1957	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑔(𝑥 <Q 𝑓 ∧ 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔)) ↔ (𝑥 <Q 𝑓 ∧ ∃𝑔 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔)))
17	15, 16	bitr3di 285	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) → (∃𝑔(𝑔 ∈ 1P ∧ 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔)) ↔ (𝑥 <Q 𝑓 ∧ ∃𝑔 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔))))
18	1, 17	bitrid 282	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) → (∃𝑔 ∈ 1P 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔) ↔ (𝑥 <Q 𝑓 ∧ ∃𝑔 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔))))
19	18	rexbidva 3176	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ P → (∃𝑓 ∈ 𝐴 ∃𝑔 ∈ 1P 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔) ↔ ∃𝑓 ∈ 𝐴 (𝑥 <Q 𝑓 ∧ ∃𝑔 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔))))
20		1pr 11006	. . . 4 ⊢ 1P ∈ P
21		df-mp 10975	. . . . 5 ⊢ ·P = (𝑦 ∈ P, 𝑧 ∈ P ↦ {𝑤 ∣ ∃𝑢 ∈ 𝑦 ∃𝑣 ∈ 𝑧 𝑤 = (𝑢 ·Q 𝑣)})
22		mulclnq 10938	. . . . 5 ⊢ ((𝑢 ∈ Q ∧ 𝑣 ∈ Q) → (𝑢 ·Q 𝑣) ∈ Q)
23	21, 22	genpelv 10991	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 1P ∈ P) → (𝑥 ∈ (𝐴 ·P 1P) ↔ ∃𝑓 ∈ 𝐴 ∃𝑔 ∈ 1P 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔)))
24	20, 23	mpan2 689	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ P → (𝑥 ∈ (𝐴 ·P 1P) ↔ ∃𝑓 ∈ 𝐴 ∃𝑔 ∈ 1P 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔)))
25		prnmax 10986	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ∃𝑓 ∈ 𝐴 𝑥 <Q 𝑓)
26		ltrelnq 10917	. . . . . . . . . . 11 ⊢ <Q ⊆ (Q × Q)
27	26	brel 5739	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 <Q 𝑓 → (𝑥 ∈ Q ∧ 𝑓 ∈ Q))
28		vex 3478	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝑓 ∈ V
29		vex 3478	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝑥 ∈ V
30		fvex 6901	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (*Q‘𝑓) ∈ V
31		mulcomnq 10944	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑦 ·Q 𝑧) = (𝑧 ·Q 𝑦)
32		mulassnq 10950	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑦 ·Q 𝑧) ·Q 𝑤) = (𝑦 ·Q (𝑧 ·Q 𝑤))
33	28, 29, 30, 31, 32	caov12 7631	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑓 ·Q (𝑥 ·Q (*Q‘𝑓))) = (𝑥 ·Q (𝑓 ·Q (*Q‘𝑓)))
34		recidnq 10956	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑓 ∈ Q → (𝑓 ·Q (*Q‘𝑓)) = 1Q)
35	34	oveq2d 7421	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑓 ∈ Q → (𝑥 ·Q (𝑓 ·Q (*Q‘𝑓))) = (𝑥 ·Q 1Q))
36	33, 35	eqtrid 2784	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑓 ∈ Q → (𝑓 ·Q (𝑥 ·Q (*Q‘𝑓))) = (𝑥 ·Q 1Q))
37		mulidnq 10954	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ Q → (𝑥 ·Q 1Q) = 𝑥)
38	36, 37	sylan9eqr 2794	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑥 ∈ Q ∧ 𝑓 ∈ Q) → (𝑓 ·Q (𝑥 ·Q (*Q‘𝑓))) = 𝑥)
39	38	eqcomd 2738	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑥 ∈ Q ∧ 𝑓 ∈ Q) → 𝑥 = (𝑓 ·Q (𝑥 ·Q (*Q‘𝑓))))
40		ovex 7438	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ·Q (*Q‘𝑓)) ∈ V
41		oveq2 7413	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑔 = (𝑥 ·Q (*Q‘𝑓)) → (𝑓 ·Q 𝑔) = (𝑓 ·Q (𝑥 ·Q (*Q‘𝑓))))
42	41	eqeq2d 2743	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑔 = (𝑥 ·Q (*Q‘𝑓)) → (𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔) ↔ 𝑥 = (𝑓 ·Q (𝑥 ·Q (*Q‘𝑓)))))
43	40, 42	spcev 3596	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = (𝑓 ·Q (𝑥 ·Q (*Q‘𝑓))) → ∃𝑔 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔))
44	27, 39, 43	3syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 <Q 𝑓 → ∃𝑔 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔))
45	44	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑓 ∈ 𝐴 → (𝑥 <Q 𝑓 → ∃𝑔 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔)))
46	45	ancld 551	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 ∈ 𝐴 → (𝑥 <Q 𝑓 → (𝑥 <Q 𝑓 ∧ ∃𝑔 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔))))
47	46	reximia 3081	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑓 ∈ 𝐴 𝑥 <Q 𝑓 → ∃𝑓 ∈ 𝐴 (𝑥 <Q 𝑓 ∧ ∃𝑔 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔)))
48	25, 47	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ∃𝑓 ∈ 𝐴 (𝑥 <Q 𝑓 ∧ ∃𝑔 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔)))
49	48	ex 413	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ P → (𝑥 ∈ 𝐴 → ∃𝑓 ∈ 𝐴 (𝑥 <Q 𝑓 ∧ ∃𝑔 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔))))
50		prcdnq 10984	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) → (𝑥 <Q 𝑓 → 𝑥 ∈ 𝐴))
51	50	adantrd 492	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑓 ∈ 𝐴) → ((𝑥 <Q 𝑓 ∧ ∃𝑔 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔)) → 𝑥 ∈ 𝐴))
52	51	rexlimdva 3155	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ P → (∃𝑓 ∈ 𝐴 (𝑥 <Q 𝑓 ∧ ∃𝑔 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔)) → 𝑥 ∈ 𝐴))
53	49, 52	impbid 211	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ P → (𝑥 ∈ 𝐴 ↔ ∃𝑓 ∈ 𝐴 (𝑥 <Q 𝑓 ∧ ∃𝑔 𝑥 = (𝑓 ·Q 𝑔))))
54	19, 24, 53	3bitr4d 310	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ P → (𝑥 ∈ (𝐴 ·P 1P) ↔ 𝑥 ∈ 𝐴))
55	54	eqrdv 2730	1 ⊢ (𝐴 ∈ P → (𝐴 ·P 1P) = 𝐴)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541  ∃wex 1781   ∈ wcel 2106  ∃wrex 3070   class class class wbr 5147  ‘cfv 6540  (class class class)co 7405  Qcnq 10843  1_Qc1q 10844   ·_Q cmq 10847  *_Qcrq 10848   <_Q cltq 10849  Pcnp 10850  1_Pc1p 10851   ·_P cmp 10853

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-inf2 9632

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-oadd 8466  df-omul 8467  df-er 8699  df-ni 10863  df-pli 10864  df-mi 10865  df-lti 10866  df-plpq 10899  df-mpq 10900  df-ltpq 10901  df-enq 10902  df-nq 10903  df-erq 10904  df-plq 10905  df-mq 10906  df-1nq 10907  df-rq 10908  df-ltnq 10909  df-np 10972  df-1p 10973  df-mp 10975

This theorem is referenced by:  m1m1sr  11084  1idsr  11089