Theorem archiexdiv 33630

Description: In an Archimedean group, given two positive elements, there exists a "divisor" 𝑛. (Contributed by Thierry Arnoux, 30-Jan-2018.)

Hypotheses

Ref	Expression
archiexdiv.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑊)
archiexdiv.0	⊢ 0 = (0g‘𝑊)
archiexdiv.i	⊢ < = (lt‘𝑊)
archiexdiv.x	⊢ · = (.g‘𝑊)

Assertion

Ref	Expression
archiexdiv	⊢ (((𝑊 ∈ oGrp ∧ 𝑊 ∈ Archi) ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ 0 < 𝑋) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑌 < (𝑛 · 𝑋))

Distinct variable groups:   𝐵,𝑛   𝑛,𝑊   𝑛,𝑋   𝑛,𝑌   0 ,𝑛   < ,𝑛   · ,𝑛

Proof of Theorem archiexdiv

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		archiexdiv.b	. . . . 5 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑊)
2		archiexdiv.0	. . . . 5 ⊢ 0 = (0g‘𝑊)
3		archiexdiv.i	. . . . 5 ⊢ < = (lt‘𝑊)
4		archiexdiv.x	. . . . 5 ⊢ · = (.g‘𝑊)
5	1, 2, 3, 4	isarchi3 33627	. . . 4 ⊢ (𝑊 ∈ oGrp → (𝑊 ∈ Archi ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ( 0 < 𝑥 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑥))))
6	5	biimpa 482	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ oGrp ∧ 𝑊 ∈ Archi) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ( 0 < 𝑥 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑥)))
7	6	3ad2ant1 1151	. 2 ⊢ (((𝑊 ∈ oGrp ∧ 𝑊 ∈ Archi) ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ 0 < 𝑋) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ( 0 < 𝑥 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑥)))
8		simp3 1156	. 2 ⊢ (((𝑊 ∈ oGrp ∧ 𝑊 ∈ Archi) ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ 0 < 𝑋) → 0 < 𝑋)
9		breq2 5107	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → ( 0 < 𝑥 ↔ 0 < 𝑋))
10		oveq2 7421	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (𝑛 · 𝑥) = (𝑛 · 𝑋))
11	10	breq2d 5115	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (𝑦 < (𝑛 · 𝑥) ↔ 𝑦 < (𝑛 · 𝑋)))
12	11	rexbidv 3186	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑥) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑋)))
13	9, 12	imbi12d 347	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (( 0 < 𝑥 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑥)) ↔ ( 0 < 𝑋 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑋))))
14		breq1 5106	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝑌 → (𝑦 < (𝑛 · 𝑋) ↔ 𝑌 < (𝑛 · 𝑋)))
15	14	rexbidv 3186	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝑌 → (∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑋) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑌 < (𝑛 · 𝑋)))
16	15	imbi2d 343	. . . 4 ⊢ (𝑦 = 𝑌 → (( 0 < 𝑋 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑋)) ↔ ( 0 < 𝑋 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑌 < (𝑛 · 𝑋))))
17	13, 16	rspc2v 3587	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ( 0 < 𝑥 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑥)) → ( 0 < 𝑋 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑌 < (𝑛 · 𝑋))))
18	17	3ad2ant2 1152	. 2 ⊢ (((𝑊 ∈ oGrp ∧ 𝑊 ∈ Archi) ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ 0 < 𝑋) → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ( 0 < 𝑥 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑥)) → ( 0 < 𝑋 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑌 < (𝑛 · 𝑋))))
19	7, 8, 18	mp2d 50	1 ⊢ (((𝑊 ∈ oGrp ∧ 𝑊 ∈ Archi) ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ 0 < 𝑋) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑌 < (𝑛 · 𝑋))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3076  ∃wrex 3086   class class class wbr 5103  ‘cfv 6533  (class class class)co 7413  ℕcn 12257  Basecbs 17301  0_gc0g 17524  ltcplt 18396  ._gcmg 19190  oGrpcogrp 20247  Archicarchi 33617

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7736  ax-cnex 11180  ax-resscn 11181  ax-1cn 11182  ax-icn 11183  ax-addcl 11184  ax-addrcl 11185  ax-mulcl 11186  ax-mulrcl 11187  ax-mulcom 11188  ax-addass 11189  ax-mulass 11190  ax-distr 11191  ax-i2m1 11192  ax-1ne0 11193  ax-1rid 11194  ax-rnegex 11195  ax-rrecex 11196  ax-cnre 11197  ax-pre-lttri 11198  ax-pre-lttrn 11199  ax-pre-ltadd 11200  ax-pre-mulgt0 11201

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7370  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-er 8696  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-pnf 11269  df-mnf 11270  df-xr 11271  df-ltxr 11272  df-le 11273  df-sub 11467  df-neg 11468  df-nn 12258  df-n0 12529  df-z 12616  df-uz 12888  df-fz 13562  df-seq 14066  df-0g 17526  df-proset 18382  df-poset 18401  df-plt 18416  df-toset 18503  df-mgm 18730  df-sgrp 18821  df-mnd 18837  df-grp 19060  df-minusg 19061  df-mulg 19191  df-omnd 20248  df-ogrp 20249  df-inftm 33618  df-archi 33619

This theorem is used by: (None)