Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  isarchiofld Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem isarchiofld 33849
Description: Axiom of Archimedes : a characterization of the Archimedean property for ordered fields. (Contributed by Thierry Arnoux, 9-Apr-2018.)
Hypotheses
Ref Expression
isarchiofld.b 𝐵 = (Base‘𝑊)
isarchiofld.h 𝐻 = (ℤRHom‘𝑊)
isarchiofld.l < = (lt‘𝑊)
Assertion
Ref Expression
isarchiofld (𝑊 ∈ oField → (𝑊 ∈ Archi ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑛,𝐵   𝑛,𝑊,𝑥   𝑥,𝐻   < ,𝑛,𝑥
Allowed substitution hint:   𝐻(𝑛)

Proof of Theorem isarchiofld
Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 isofld 21163 . . . 4 (𝑊 ∈ oField ↔ (𝑊 ∈ Field ∧ 𝑊 ∈ oRing))
21simprbi 503 . . 3 (𝑊 ∈ oField → 𝑊 ∈ oRing)
3 orngogrp 21162 . . 3 (𝑊 ∈ oRing → 𝑊 ∈ oGrp)
4 isarchiofld.b . . . 4 𝐵 = (Base‘𝑊)
5 eqid 2763 . . . 4 (0g‘𝑊) = (0g‘𝑊)
6 isarchiofld.l . . . 4 < = (lt‘𝑊)
7 eqid 2763 . . . 4 (.g‘𝑊) = (.g‘𝑊)
84, 5, 6, 7isarchi3 33837 . . 3 (𝑊 ∈ oGrp → (𝑊 ∈ Archi ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((0g‘𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦))))
92, 3, 83syl 19 . 2 (𝑊 ∈ oField → (𝑊 ∈ Archi ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((0g‘𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦))))
10 orngring 21161 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ oRing → 𝑊 ∈ Ring)
11 eqid 2763 . . . . . . . 8 (1r‘𝑊) = (1r‘𝑊)
124, 11ringidcl 20536 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ Ring → (1r‘𝑊) ∈ 𝐵)
132, 10, 123syl 19 . . . . . 6 (𝑊 ∈ oField → (1r‘𝑊) ∈ 𝐵)
14 breq2 5110 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (1r‘𝑊) → ((0g‘𝑊) < 𝑦 ↔ (0g‘𝑊) < (1r‘𝑊)))
15 oveq2 7457 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = (1r‘𝑊) → (𝑛(.g‘𝑊)𝑦) = (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊)))
1615breq2d 5118 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = (1r‘𝑊) → (𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦) ↔ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊))))
1716rexbidv 3190 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (1r‘𝑊) → (∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊))))
1814, 17imbi12d 347 . . . . . . . 8 (𝑦 = (1r‘𝑊) → (((0g‘𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦)) ↔ ((0g‘𝑊) < (1r‘𝑊) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊)))))
1918ralbidv 3189 . . . . . . 7 (𝑦 = (1r‘𝑊) → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ((0g‘𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦)) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((0g‘𝑊) < (1r‘𝑊) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊)))))
2019rspcv 3576 . . . . . 6 ((1r‘𝑊) ∈ 𝐵 → (∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((0g‘𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦)) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((0g‘𝑊) < (1r‘𝑊) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊)))))
2113, 20syl 18 . . . . 5 (𝑊 ∈ oField → (∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((0g‘𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦)) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((0g‘𝑊) < (1r‘𝑊) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊)))))
225, 11, 6ofldlt1 21174 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ oField → (0g‘𝑊) < (1r‘𝑊))
23 pm5.5 364 . . . . . . 7 ((0g‘𝑊) < (1r‘𝑊) → (((0g‘𝑊) < (1r‘𝑊) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊))) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊))))
2422, 23syl 18 . . . . . 6 (𝑊 ∈ oField → (((0g‘𝑊) < (1r‘𝑊) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊))) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊))))
2524ralbidv 3189 . . . . 5 (𝑊 ∈ oField → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ((0g‘𝑊) < (1r‘𝑊) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊))) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊))))
2621, 25sylibd 242 . . . 4 (𝑊 ∈ oField → (∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((0g‘𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦)) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊))))
272, 10syl 18 . . . . . . . 8 (𝑊 ∈ oField → 𝑊 ∈ Ring)
28 nnz 12752 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℤ)
29 isarchiofld.h . . . . . . . . 9 𝐻 = (ℤRHom‘𝑊)
3029, 7, 11zrhmulg 21859 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ Ring ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (𝐻‘𝑛) = (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊)))
3127, 28, 30syl2an 608 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ oField ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐻‘𝑛) = (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊)))
3231breq2d 5118 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ oField ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑥 < (𝐻‘𝑛) ↔ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊))))
3332rexbidva 3188 . . . . 5 (𝑊 ∈ oField → (∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊))))
3433ralbidv 3189 . . . 4 (𝑊 ∈ oField → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊))))
3526, 34sylibrd 262 . . 3 (𝑊 ∈ oField → (∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((0g‘𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦)) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)))
36 nfv 1949 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑥 𝑊 ∈ oField
37 nfra1 3290 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑥∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)
3836, 37nfan 1934 . . . . . . 7 Ⅎ𝑥(𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛))
39 nfv 1949 . . . . . . 7 Ⅎ𝑥 𝑦 ∈ 𝐵
4038, 39nfan 1934 . . . . . 6 Ⅎ𝑥((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)
4127ad3antrrr 743 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) → 𝑊 ∈ Ring)
42 simplrr 790 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) → 𝑥 ∈ 𝐵)
43 simplrl 789 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) → 𝑦 ∈ 𝐵)
44 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) → (0g‘𝑊) < 𝑦)
45 simplll 787 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) → 𝑊 ∈ oField)
46 ringgrp 20506 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑊 ∈ Ring → 𝑊 ∈ Grp)
474, 5grpidcl 19217 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑊 ∈ Grp → (0g‘𝑊) ∈ 𝐵)
4841, 46, 473syl 19 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) → (0g‘𝑊) ∈ 𝐵)
496pltne 18547 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑊 ∈ oField ∧ (0g‘𝑊) ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ((0g‘𝑊) < 𝑦 → (0g‘𝑊) ≠ 𝑦))
5045, 48, 43, 49syl3anc 1399 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) → ((0g‘𝑊) < 𝑦 → (0g‘𝑊) ≠ 𝑦))
5144, 50mpd 16 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) → (0g‘𝑊) ≠ 𝑦)
5251necomd 3014 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) → 𝑦 ≠ (0g‘𝑊))
531simplbi 502 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑊 ∈ oField → 𝑊 ∈ Field)
54 isfld 21035 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑊 ∈ Field ↔ (𝑊 ∈ DivRing ∧ 𝑊 ∈ CRing))
5554simplbi 502 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑊 ∈ Field → 𝑊 ∈ DivRing)
5653, 55syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑊 ∈ oField → 𝑊 ∈ DivRing)
57 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . 14 (Unit‘𝑊) = (Unit‘𝑊)
584, 57, 5drngunit 21027 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑊 ∈ DivRing → (𝑦 ∈ (Unit‘𝑊) ↔ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ≠ (0g‘𝑊))))
5945, 56, 583syl 19 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) → (𝑦 ∈ (Unit‘𝑊) ↔ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ≠ (0g‘𝑊))))
6043, 52, 59mpbir2and 726 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) → 𝑦 ∈ (Unit‘𝑊))
61 eqid 2763 . . . . . . . . . . . 12 (/r‘𝑊) = (/r‘𝑊)
624, 57, 61dvrcl 20676 . . . . . . . . . . 11 ((𝑊 ∈ Ring ∧ 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘𝑊)) → (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) ∈ 𝐵)
6341, 42, 60, 62syl3anc 1399 . . . . . . . . . 10 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) → (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) ∈ 𝐵)
64 breq1 5109 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 < (𝐻‘𝑛) ↔ 𝑧 < (𝐻‘𝑛)))
6564rexbidv 3190 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑧 → (∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑧 < (𝐻‘𝑛)))
6665cbvralvw 3244 . . . . . . . . . . . 12 (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑧 < (𝐻‘𝑛))
6766bilani 510 . . . . . . . . . . 11 ((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) → ∀𝑧 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑧 < (𝐻‘𝑛))
6867ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) → ∀𝑧 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑧 < (𝐻‘𝑛))
69 breq1 5109 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) → (𝑧 < (𝐻‘𝑛) ↔ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)))
7069rexbidv 3190 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) → (∃𝑛 ∈ ℕ 𝑧 < (𝐻‘𝑛) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)))
7170rspcv 3576 . . . . . . . . . 10 ((𝑥(/r‘𝑊)𝑦) ∈ 𝐵 → (∀𝑧 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑧 < (𝐻‘𝑛) → ∃𝑛 ∈ ℕ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)))
7263, 68, 71sylc 66 . . . . . . . . 9 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) → ∃𝑛 ∈ ℕ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛))
73 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . . 14 (.r‘𝑊) = (.r‘𝑊)
74 simp-4l 795 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → 𝑊 ∈ oField)
7574, 2syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → 𝑊 ∈ oRing)
7674, 27syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → 𝑊 ∈ Ring)
77 simp-4r 796 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵))
7877simprd 501 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → 𝑥 ∈ 𝐵)
7977simpld 500 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → 𝑦 ∈ 𝐵)
80 simpllr 788 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → (0g‘𝑊) < 𝑦)
8176, 46, 473syl 19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → (0g‘𝑊) ∈ 𝐵)
8274, 81, 79, 49syl3anc 1399 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → ((0g‘𝑊) < 𝑦 → (0g‘𝑊) ≠ 𝑦))
8380, 82mpd 16 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → (0g‘𝑊) ≠ 𝑦)
8483necomd 3014 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → 𝑦 ≠ (0g‘𝑊))
8574, 56, 583syl 19 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → (𝑦 ∈ (Unit‘𝑊) ↔ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ≠ (0g‘𝑊))))
8679, 84, 85mpbir2and 726 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → 𝑦 ∈ (Unit‘𝑊))
8776, 78, 86, 62syl3anc 1399 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) ∈ 𝐵)
88 simplr 781 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → 𝑛 ∈ ℕ)
8974, 88, 31syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → (𝐻‘𝑛) = (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊)))
9076, 46syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → 𝑊 ∈ Grp)
9188, 28syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → 𝑛 ∈ ℤ)
9276, 12syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → (1r‘𝑊) ∈ 𝐵)
934, 7mulgcl 19342 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑛 ∈ ℤ ∧ (1r‘𝑊) ∈ 𝐵) → (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊)) ∈ 𝐵)
9490, 91, 92, 93syl3anc 1399 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → (𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊)) ∈ 𝐵)
9589, 94eqeltrd 2864 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → (𝐻‘𝑛) ∈ 𝐵)
9674, 56syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → 𝑊 ∈ DivRing)
97 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛))
984, 73, 5, 75, 87, 95, 79, 6, 96, 97, 80orngrmullt 21169 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → ((𝑥(/r‘𝑊)𝑦)(.r‘𝑊)𝑦) < ((𝐻‘𝑛)(.r‘𝑊)𝑦))
994, 57, 61, 73dvrcan1 20681 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ Ring ∧ 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘𝑊)) → ((𝑥(/r‘𝑊)𝑦)(.r‘𝑊)𝑦) = 𝑥)
10076, 78, 86, 99syl3anc 1399 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → ((𝑥(/r‘𝑊)𝑦)(.r‘𝑊)𝑦) = 𝑥)
10189oveq1d 7464 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → ((𝐻‘𝑛)(.r‘𝑊)𝑦) = ((𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊))(.r‘𝑊)𝑦))
1024, 7, 73mulgass2 20582 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑊 ∈ Ring ∧ (𝑛 ∈ ℤ ∧ (1r‘𝑊) ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → ((𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊))(.r‘𝑊)𝑦) = (𝑛(.g‘𝑊)((1r‘𝑊)(.r‘𝑊)𝑦)))
10376, 91, 92, 79, 102syl13anc 1400 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → ((𝑛(.g‘𝑊)(1r‘𝑊))(.r‘𝑊)𝑦) = (𝑛(.g‘𝑊)((1r‘𝑊)(.r‘𝑊)𝑦)))
1044, 73, 11ringlidm 20540 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑊 ∈ Ring ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ((1r‘𝑊)(.r‘𝑊)𝑦) = 𝑦)
10576, 79, 104syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → ((1r‘𝑊)(.r‘𝑊)𝑦) = 𝑦)
106105oveq2d 7465 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → (𝑛(.g‘𝑊)((1r‘𝑊)(.r‘𝑊)𝑦)) = (𝑛(.g‘𝑊)𝑦))
107101, 103, 1063eqtrd 2802 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → ((𝐻‘𝑛)(.r‘𝑊)𝑦) = (𝑛(.g‘𝑊)𝑦))
10898, 100, 1073brtr3d 5140 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛)) → 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦))
109108ex 418 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛) → 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦)))
110109reximdva 3179 . . . . . . . . . 10 (((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) → (∃𝑛 ∈ ℕ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦)))
111110adantllr 732 . . . . . . . . 9 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) → (∃𝑛 ∈ ℕ (𝑥(/r‘𝑊)𝑦) < (𝐻‘𝑛) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦)))
11272, 111mpd 16 . . . . . . . 8 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) ∧ (0g‘𝑊) < 𝑦) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦))
113112ex 418 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) → ((0g‘𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦)))
114113expr 462 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥 ∈ 𝐵 → ((0g‘𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦))))
11540, 114ralrimi 3264 . . . . 5 (((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((0g‘𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦)))
116115ralrimiva 3158 . . . 4 ((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)) → ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((0g‘𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦)))
117116ex 418 . . 3 (𝑊 ∈ oField → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛) → ∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((0g‘𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦))))
11835, 117impbid 215 . 2 (𝑊 ∈ oField → (∀𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((0g‘𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g‘𝑊)𝑦)) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)))
1199, 118bitrd 282 1 (𝑊 ∈ oField → (𝑊 ∈ Archi ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻‘𝑛)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  ∃wrex 3090   class class class wbr 5106  ‘cfv 6564  (class class class)co 7449  ℕcn 12373  ℤcz 12731  Basecbs 17428  .rcmulr 17470  0gc0g 17651  ltcplt 18523  Grpcgrp 19185  .gcmg 19318  oGrpcogrp 20376  1rcur 20449  Ringcrg 20501  CRingccrg 20502  Unitcui 20627  /rcdvr 20672  DivRingcdr 21022  Fieldcfield 21023  oRingcorng 21156  oFieldcofld 21157  ℤRHomczrh 21849  Archicarchi 33827
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5264  ax-pow 5332  ax-pr 5396  ax-un 7781  ax-cnex 11293  ax-resscn 11294  ax-1cn 11295  ax-icn 11296  ax-addcl 11297  ax-addrcl 11298  ax-mulcl 11299  ax-mulrcl 11300  ax-mulcom 11301  ax-addass 11302  ax-mulass 11303  ax-distr 11304  ax-i2m1 11305  ax-1ne0 11306  ax-1rid 11307  ax-rnegex 11308  ax-rrecex 11309  ax-cnre 11310  ax-pre-lttri 11311  ax-pre-lttrn 11312  ax-pre-ltadd 11313  ax-pre-mulgt0 11314  ax-addf 11316  ax-mulf 11317
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5551  df-eprel 5556  df-po 5564  df-so 5565  df-fr 5609  df-we 5611  df-xp 5662  df-rel 5663  df-cnv 5664  df-co 5665  df-dm 5666  df-rn 5667  df-res 5668  df-ima 5669  df-pred 6328  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6518  df-fun 6566  df-fn 6567  df-f 6568  df-f1 6569  df-fo 6570  df-f1o 6571  df-fv 6572  df-riota 7406  df-ov 7452  df-oprab 7453  df-mpo 7454  df-om 7910  df-1st 8033  df-2nd 8034  df-tpos 8279  df-frecs 8335  df-wrecs 8366  df-recs 8415  df-rdg 8454  df-1o 8512  df-er 8753  df-map 8885  df-en 9010  df-dom 9011  df-sdom 9012  df-fin 9013  df-pnf 11382  df-mnf 11383  df-xr 11384  df-ltxr 11385  df-le 11386  df-sub 11580  df-neg 11581  df-nn 12374  df-2 12443  df-3 12444  df-4 12445  df-5 12446  df-6 12447  df-7 12448  df-8 12449  df-9 12450  df-n0 12645  df-z 12732  df-dec 12853  df-uz 13004  df-fz 13678  df-seq 14183  df-struct 17366  df-sets 17383  df-slot 17401  df-ndx 17413  df-base 17429  df-ress 17450  df-plusg 17482  df-mulr 17483  df-starv 17484  df-tset 17488  df-ple 17489  df-ds 17491  df-unif 17492  df-0g 17653  df-proset 18509  df-poset 18528  df-plt 18543  df-toset 18630  df-mgm 18857  df-sgrp 18949  df-mnd 18965  df-mhm 19019  df-grp 19188  df-minusg 19189  df-sbg 19190  df-mulg 19319  df-subg 19374  df-ghm 19469  df-cmn 20038  df-abl 20039  df-omnd 20377  df-ogrp 20378  df-mgp 20403  df-rng 20417  df-ur 20450  df-ring 20503  df-cring 20504  df-oppr 20609  df-dvdsr 20629  df-unit 20630  df-invr 20660  df-dvr 20673  df-rhm 20744  df-subrng 20840  df-subrg 20864  df-drng 21024  df-field 21025  df-orng 21158  df-ofld 21159  df-cnfld 21721  df-zring 21797  df-zrh 21853  df-inftm 33828  df-archi 33829
This theorem is used by:  rearchi  34004
  Copyright terms: Public domain W3C validator