MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  addclprlem2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem addclprlem2 11012
Description: Lemma to prove downward closure in positive real addition. Part of proof of Proposition 9-3.5 of [Gleason] p. 123. (Contributed by NM, 13-Mar-1996.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
addclprlem2 ((((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง (๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ Q) โ†’ (๐‘ฅ <Q (๐‘” +Q โ„Ž) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ (๐ด +P ๐ต)))
Distinct variable groups:   ๐‘ฅ,๐‘”,โ„Ž   ๐‘ฅ,๐ด   ๐‘ฅ,๐ต
Allowed substitution hints:   ๐ด(๐‘”,โ„Ž)   ๐ต(๐‘”,โ„Ž)

Proof of Theorem addclprlem2
Dummy variables ๐‘ฆ ๐‘ง ๐‘ค ๐‘ฃ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 addclprlem1 11011 . . . . 5 (((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ Q) โ†’ (๐‘ฅ <Q (๐‘” +Q โ„Ž) โ†’ ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ ๐‘”) โˆˆ ๐ด))
21adantlr 714 . . . 4 ((((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง (๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ Q) โ†’ (๐‘ฅ <Q (๐‘” +Q โ„Ž) โ†’ ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ ๐‘”) โˆˆ ๐ด))
3 addclprlem1 11011 . . . . . 6 (((๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ Q) โ†’ (๐‘ฅ <Q (โ„Ž +Q ๐‘”) โ†’ ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(โ„Ž +Q ๐‘”))) ยทQ โ„Ž) โˆˆ ๐ต))
4 addcomnq 10946 . . . . . . 7 (๐‘” +Q โ„Ž) = (โ„Ž +Q ๐‘”)
54breq2i 5157 . . . . . 6 (๐‘ฅ <Q (๐‘” +Q โ„Ž) โ†” ๐‘ฅ <Q (โ„Ž +Q ๐‘”))
64fveq2i 6895 . . . . . . . . 9 (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž)) = (*Qโ€˜(โ„Ž +Q ๐‘”))
76oveq2i 7420 . . . . . . . 8 (๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) = (๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(โ„Ž +Q ๐‘”)))
87oveq1i 7419 . . . . . . 7 ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ โ„Ž) = ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(โ„Ž +Q ๐‘”))) ยทQ โ„Ž)
98eleq1i 2825 . . . . . 6 (((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ โ„Ž) โˆˆ ๐ต โ†” ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(โ„Ž +Q ๐‘”))) ยทQ โ„Ž) โˆˆ ๐ต)
103, 5, 93imtr4g 296 . . . . 5 (((๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ Q) โ†’ (๐‘ฅ <Q (๐‘” +Q โ„Ž) โ†’ ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ โ„Ž) โˆˆ ๐ต))
1110adantll 713 . . . 4 ((((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง (๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ Q) โ†’ (๐‘ฅ <Q (๐‘” +Q โ„Ž) โ†’ ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ โ„Ž) โˆˆ ๐ต))
122, 11jcad 514 . . 3 ((((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง (๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ Q) โ†’ (๐‘ฅ <Q (๐‘” +Q โ„Ž) โ†’ (((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ ๐‘”) โˆˆ ๐ด โˆง ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ โ„Ž) โˆˆ ๐ต)))
13 simpl 484 . . . 4 ((((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง (๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ Q) โ†’ ((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง (๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต)))
14 simpl 484 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐ด โˆˆ P)
15 simpl 484 . . . . 5 ((๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต) โ†’ ๐ต โˆˆ P)
1614, 15anim12i 614 . . . 4 (((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง (๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐ด โˆˆ P โˆง ๐ต โˆˆ P))
17 df-plp 10978 . . . . 5 +P = (๐‘ค โˆˆ P, ๐‘ฃ โˆˆ P โ†ฆ {๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘ค โˆƒ๐‘ง โˆˆ ๐‘ฃ ๐‘ฅ = (๐‘ฆ +Q ๐‘ง)})
18 addclnq 10940 . . . . 5 ((๐‘ฆ โˆˆ Q โˆง ๐‘ง โˆˆ Q) โ†’ (๐‘ฆ +Q ๐‘ง) โˆˆ Q)
1917, 18genpprecl 10996 . . . 4 ((๐ด โˆˆ P โˆง ๐ต โˆˆ P) โ†’ ((((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ ๐‘”) โˆˆ ๐ด โˆง ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ โ„Ž) โˆˆ ๐ต) โ†’ (((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ ๐‘”) +Q ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ โ„Ž)) โˆˆ (๐ด +P ๐ต)))
2013, 16, 193syl 18 . . 3 ((((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง (๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ Q) โ†’ ((((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ ๐‘”) โˆˆ ๐ด โˆง ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ โ„Ž) โˆˆ ๐ต) โ†’ (((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ ๐‘”) +Q ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ โ„Ž)) โˆˆ (๐ด +P ๐ต)))
2112, 20syld 47 . 2 ((((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง (๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ Q) โ†’ (๐‘ฅ <Q (๐‘” +Q โ„Ž) โ†’ (((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ ๐‘”) +Q ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ โ„Ž)) โˆˆ (๐ด +P ๐ต)))
22 distrnq 10956 . . . . 5 ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ (๐‘” +Q โ„Ž)) = (((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ ๐‘”) +Q ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ โ„Ž))
23 mulassnq 10954 . . . . 5 ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ (๐‘” +Q โ„Ž)) = (๐‘ฅ ยทQ ((*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž)) ยทQ (๐‘” +Q โ„Ž)))
2422, 23eqtr3i 2763 . . . 4 (((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ ๐‘”) +Q ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ โ„Ž)) = (๐‘ฅ ยทQ ((*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž)) ยทQ (๐‘” +Q โ„Ž)))
25 mulcomnq 10948 . . . . . . 7 ((*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž)) ยทQ (๐‘” +Q โ„Ž)) = ((๐‘” +Q โ„Ž) ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž)))
26 elprnq 10986 . . . . . . . . 9 ((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐‘” โˆˆ Q)
27 elprnq 10986 . . . . . . . . 9 ((๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต) โ†’ โ„Ž โˆˆ Q)
2826, 27anim12i 614 . . . . . . . 8 (((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง (๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘” โˆˆ Q โˆง โ„Ž โˆˆ Q))
29 addclnq 10940 . . . . . . . 8 ((๐‘” โˆˆ Q โˆง โ„Ž โˆˆ Q) โ†’ (๐‘” +Q โ„Ž) โˆˆ Q)
30 recidnq 10960 . . . . . . . 8 ((๐‘” +Q โ„Ž) โˆˆ Q โ†’ ((๐‘” +Q โ„Ž) ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) = 1Q)
3128, 29, 303syl 18 . . . . . . 7 (((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง (๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต)) โ†’ ((๐‘” +Q โ„Ž) ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) = 1Q)
3225, 31eqtrid 2785 . . . . . 6 (((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง (๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต)) โ†’ ((*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž)) ยทQ (๐‘” +Q โ„Ž)) = 1Q)
3332oveq2d 7425 . . . . 5 (((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง (๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต)) โ†’ (๐‘ฅ ยทQ ((*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž)) ยทQ (๐‘” +Q โ„Ž))) = (๐‘ฅ ยทQ 1Q))
34 mulidnq 10958 . . . . 5 (๐‘ฅ โˆˆ Q โ†’ (๐‘ฅ ยทQ 1Q) = ๐‘ฅ)
3533, 34sylan9eq 2793 . . . 4 ((((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง (๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ Q) โ†’ (๐‘ฅ ยทQ ((*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž)) ยทQ (๐‘” +Q โ„Ž))) = ๐‘ฅ)
3624, 35eqtrid 2785 . . 3 ((((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง (๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ Q) โ†’ (((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ ๐‘”) +Q ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ โ„Ž)) = ๐‘ฅ)
3736eleq1d 2819 . 2 ((((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง (๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ Q) โ†’ ((((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ ๐‘”) +Q ((๐‘ฅ ยทQ (*Qโ€˜(๐‘” +Q โ„Ž))) ยทQ โ„Ž)) โˆˆ (๐ด +P ๐ต) โ†” ๐‘ฅ โˆˆ (๐ด +P ๐ต)))
3821, 37sylibd 238 1 ((((๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘” โˆˆ ๐ด) โˆง (๐ต โˆˆ P โˆง โ„Ž โˆˆ ๐ต)) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ Q) โ†’ (๐‘ฅ <Q (๐‘” +Q โ„Ž) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ (๐ด +P ๐ต)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 397   = wceq 1542   โˆˆ wcel 2107   class class class wbr 5149  โ€˜cfv 6544  (class class class)co 7409  Qcnq 10847  1Qc1q 10848   +Q cplq 10850   ยทQ cmq 10851  *Qcrq 10852   <Q cltq 10853  Pcnp 10854   +P cpp 10856
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-inf2 9636
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-1o 8466  df-oadd 8470  df-omul 8471  df-er 8703  df-ni 10867  df-pli 10868  df-mi 10869  df-lti 10870  df-plpq 10903  df-mpq 10904  df-ltpq 10905  df-enq 10906  df-nq 10907  df-erq 10908  df-plq 10909  df-mq 10910  df-1nq 10911  df-rq 10912  df-ltnq 10913  df-np 10976  df-plp 10978
This theorem is referenced by:  addclpr  11013
  Copyright terms: Public domain W3C validator