Theorem archiexdiv 33154

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 33151	. . . 4 ⊢ (𝑊 ∈ oGrp → (𝑊 ∈ Archi ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ( 0 < 𝑥 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑥))))
6	5	biimpa 476	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ oGrp ∧ 𝑊 ∈ Archi) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ( 0 < 𝑥 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑥)))
7	6	3ad2ant1 1133	. 2 ⊢ (((𝑊 ∈ oGrp ∧ 𝑊 ∈ Archi) ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ 0 < 𝑋) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 ( 0 < 𝑥 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑥)))
8		simp3 1138	. 2 ⊢ (((𝑊 ∈ oGrp ∧ 𝑊 ∈ Archi) ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ 0 < 𝑋) → 0 < 𝑋)
9		breq2 5095	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → ( 0 < 𝑥 ↔ 0 < 𝑋))
10		oveq2 7354	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (𝑛 · 𝑥) = (𝑛 · 𝑋))
11	10	breq2d 5103	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (𝑦 < (𝑛 · 𝑥) ↔ 𝑦 < (𝑛 · 𝑋)))
12	11	rexbidv 3156	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑥) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑋)))
13	9, 12	imbi12d 344	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (( 0 < 𝑥 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑥)) ↔ ( 0 < 𝑋 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑋))))
14		breq1 5094	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝑌 → (𝑦 < (𝑛 · 𝑋) ↔ 𝑌 < (𝑛 · 𝑋)))
15	14	rexbidv 3156	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝑌 → (∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑋) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑌 < (𝑛 · 𝑋)))
16	15	imbi2d 340	. . . 4 ⊢ (𝑦 = 𝑌 → (( 0 < 𝑋 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < (𝑛 · 𝑋)) ↔ ( 0 < 𝑋 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑌 < (𝑛 · 𝑋))))
17	13, 16	rspc2v 3588	. . 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 1134	. 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 49	1 ⊢ (((𝑊 ∈ oGrp ∧ 𝑊 ∈ Archi) ∧ (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) ∧ 0 < 𝑋) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑌 < (𝑛 · 𝑋))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1541   ∈ wcel 2111  ∀wral 3047  ∃wrex 3056   class class class wbr 5091  ‘cfv 6481  (class class class)co 7346  ℕcn 12122  Basecbs 17117  0_gc0g 17340  ltcplt 18211  ._gcmg 18977  oGrpcogrp 20030  Archicarchi 33141

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2180  ax-ext 2703  ax-sep 5234  ax-nul 5244  ax-pow 5303  ax-pr 5370  ax-un 7668  ax-cnex 11059  ax-resscn 11060  ax-1cn 11061  ax-icn 11062  ax-addcl 11063  ax-addrcl 11064  ax-mulcl 11065  ax-mulrcl 11066  ax-mulcom 11067  ax-addass 11068  ax-mulass 11069  ax-distr 11070  ax-i2m1 11071  ax-1ne0 11072  ax-1rid 11073  ax-rnegex 11074  ax-rrecex 11075  ax-cnre 11076  ax-pre-lttri 11077  ax-pre-lttrn 11078  ax-pre-ltadd 11079  ax-pre-mulgt0 11080

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2710  df-cleq 2723  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2929  df-nel 3033  df-ral 3048  df-rex 3057  df-rmo 3346  df-reu 3347  df-rab 3396  df-v 3438  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4284  df-if 4476  df-pw 4552  df-sn 4577  df-pr 4579  df-op 4583  df-uni 4860  df-iun 4943  df-br 5092  df-opab 5154  df-mpt 5173  df-tr 5199  df-id 5511  df-eprel 5516  df-po 5524  df-so 5525  df-fr 5569  df-we 5571  df-xp 5622  df-rel 5623  df-cnv 5624  df-co 5625  df-dm 5626  df-rn 5627  df-res 5628  df-ima 5629  df-pred 6248  df-ord 6309  df-on 6310  df-lim 6311  df-suc 6312  df-iota 6437  df-fun 6483  df-fn 6484  df-f 6485  df-f1 6486  df-fo 6487  df-f1o 6488  df-fv 6489  df-riota 7303  df-ov 7349  df-oprab 7350  df-mpo 7351  df-om 7797  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-frecs 8211  df-wrecs 8242  df-recs 8291  df-rdg 8329  df-er 8622  df-en 8870  df-dom 8871  df-sdom 8872  df-pnf 11145  df-mnf 11146  df-xr 11147  df-ltxr 11148  df-le 11149  df-sub 11343  df-neg 11344  df-nn 12123  df-n0 12379  df-z 12466  df-uz 12730  df-fz 13405  df-seq 13906  df-0g 17342  df-proset 18197  df-poset 18216  df-plt 18231  df-toset 18318  df-mgm 18545  df-sgrp 18624  df-mnd 18640  df-grp 18846  df-minusg 18847  df-mulg 18978  df-omnd 20031  df-ogrp 20032  df-inftm 33142  df-archi 33143

This theorem is referenced by: (None)