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 30138
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 ↔ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)))
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 30123 . . . 4 (𝑊 ∈ oField ↔ (𝑊 ∈ Field ∧ 𝑊 ∈ oRing))
21simprbi 486 . . 3 (𝑊 ∈ oField → 𝑊 ∈ oRing)
3 orngogrp 30122 . . 3 (𝑊 ∈ oRing → 𝑊 ∈ oGrp)
4 isarchiofld.b . . . 4 𝐵 = (Base‘𝑊)
5 eqid 2806 . . . 4 (0g𝑊) = (0g𝑊)
6 isarchiofld.l . . . 4 < = (lt‘𝑊)
7 eqid 2806 . . . 4 (.g𝑊) = (.g𝑊)
84, 5, 6, 7isarchi3 30062 . . 3 (𝑊 ∈ oGrp → (𝑊 ∈ Archi ↔ ∀𝑦𝐵𝑥𝐵 ((0g𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦))))
92, 3, 83syl 18 . 2 (𝑊 ∈ oField → (𝑊 ∈ Archi ↔ ∀𝑦𝐵𝑥𝐵 ((0g𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦))))
10 orngring 30121 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ oRing → 𝑊 ∈ Ring)
11 eqid 2806 . . . . . . . 8 (1r𝑊) = (1r𝑊)
124, 11ringidcl 18766 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ Ring → (1r𝑊) ∈ 𝐵)
132, 10, 123syl 18 . . . . . 6 (𝑊 ∈ oField → (1r𝑊) ∈ 𝐵)
14 breq2 4848 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (1r𝑊) → ((0g𝑊) < 𝑦 ↔ (0g𝑊) < (1r𝑊)))
15 oveq2 6878 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = (1r𝑊) → (𝑛(.g𝑊)𝑦) = (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊)))
1615breq2d 4856 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = (1r𝑊) → (𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦) ↔ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊))))
1716rexbidv 3240 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (1r𝑊) → (∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊))))
1814, 17imbi12d 335 . . . . . . . 8 (𝑦 = (1r𝑊) → (((0g𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦)) ↔ ((0g𝑊) < (1r𝑊) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊)))))
1918ralbidv 3174 . . . . . . 7 (𝑦 = (1r𝑊) → (∀𝑥𝐵 ((0g𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦)) ↔ ∀𝑥𝐵 ((0g𝑊) < (1r𝑊) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊)))))
2019rspcv 3498 . . . . . 6 ((1r𝑊) ∈ 𝐵 → (∀𝑦𝐵𝑥𝐵 ((0g𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦)) → ∀𝑥𝐵 ((0g𝑊) < (1r𝑊) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊)))))
2113, 20syl 17 . . . . 5 (𝑊 ∈ oField → (∀𝑦𝐵𝑥𝐵 ((0g𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦)) → ∀𝑥𝐵 ((0g𝑊) < (1r𝑊) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊)))))
225, 11, 6ofldlt1 30134 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ oField → (0g𝑊) < (1r𝑊))
23 pm5.5 352 . . . . . . 7 ((0g𝑊) < (1r𝑊) → (((0g𝑊) < (1r𝑊) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊))) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊))))
2422, 23syl 17 . . . . . 6 (𝑊 ∈ oField → (((0g𝑊) < (1r𝑊) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊))) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊))))
2524ralbidv 3174 . . . . 5 (𝑊 ∈ oField → (∀𝑥𝐵 ((0g𝑊) < (1r𝑊) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊))) ↔ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊))))
2621, 25sylibd 230 . . . 4 (𝑊 ∈ oField → (∀𝑦𝐵𝑥𝐵 ((0g𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦)) → ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊))))
272, 10syl 17 . . . . . . . 8 (𝑊 ∈ oField → 𝑊 ∈ Ring)
28 nnz 11661 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℤ)
29 isarchiofld.h . . . . . . . . 9 𝐻 = (ℤRHom‘𝑊)
3029, 7, 11zrhmulg 20062 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ Ring ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (𝐻𝑛) = (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊)))
3127, 28, 30syl2an 585 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ oField ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐻𝑛) = (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊)))
3231breq2d 4856 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ oField ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑥 < (𝐻𝑛) ↔ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊))))
3332rexbidva 3237 . . . . 5 (𝑊 ∈ oField → (∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊))))
3433ralbidv 3174 . . . 4 (𝑊 ∈ oField → (∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛) ↔ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊))))
3526, 34sylibrd 250 . . 3 (𝑊 ∈ oField → (∀𝑦𝐵𝑥𝐵 ((0g𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦)) → ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)))
36 nfv 2005 . . . . . . . 8 𝑥 𝑊 ∈ oField
37 nfra1 3129 . . . . . . . 8 𝑥𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)
3836, 37nfan 1990 . . . . . . 7 𝑥(𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛))
39 nfv 2005 . . . . . . 7 𝑥 𝑦𝐵
4038, 39nfan 1990 . . . . . 6 𝑥((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ 𝑦𝐵)
4127ad3antrrr 712 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) → 𝑊 ∈ Ring)
42 simplrr 787 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) → 𝑥𝐵)
43 simplrl 786 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) → 𝑦𝐵)
44 simpr 473 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) → (0g𝑊) < 𝑦)
45 simplll 782 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) → 𝑊 ∈ oField)
46 ringgrp 18750 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑊 ∈ Ring → 𝑊 ∈ Grp)
474, 5grpidcl 17651 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑊 ∈ Grp → (0g𝑊) ∈ 𝐵)
4841, 46, 473syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) → (0g𝑊) ∈ 𝐵)
496pltne 17163 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑊 ∈ oField ∧ (0g𝑊) ∈ 𝐵𝑦𝐵) → ((0g𝑊) < 𝑦 → (0g𝑊) ≠ 𝑦))
5045, 48, 43, 49syl3anc 1483 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) → ((0g𝑊) < 𝑦 → (0g𝑊) ≠ 𝑦))
5144, 50mpd 15 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) → (0g𝑊) ≠ 𝑦)
5251necomd 3033 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) → 𝑦 ≠ (0g𝑊))
531simplbi 487 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑊 ∈ oField → 𝑊 ∈ Field)
54 isfld 18956 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑊 ∈ Field ↔ (𝑊 ∈ DivRing ∧ 𝑊 ∈ CRing))
5554simplbi 487 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑊 ∈ Field → 𝑊 ∈ DivRing)
5653, 55syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑊 ∈ oField → 𝑊 ∈ DivRing)
57 eqid 2806 . . . . . . . . . . . . . 14 (Unit‘𝑊) = (Unit‘𝑊)
584, 57, 5drngunit 18952 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑊 ∈ DivRing → (𝑦 ∈ (Unit‘𝑊) ↔ (𝑦𝐵𝑦 ≠ (0g𝑊))))
5945, 56, 583syl 18 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) → (𝑦 ∈ (Unit‘𝑊) ↔ (𝑦𝐵𝑦 ≠ (0g𝑊))))
6043, 52, 59mpbir2and 695 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) → 𝑦 ∈ (Unit‘𝑊))
61 eqid 2806 . . . . . . . . . . . 12 (/r𝑊) = (/r𝑊)
624, 57, 61dvrcl 18884 . . . . . . . . . . 11 ((𝑊 ∈ Ring ∧ 𝑥𝐵𝑦 ∈ (Unit‘𝑊)) → (𝑥(/r𝑊)𝑦) ∈ 𝐵)
6341, 42, 60, 62syl3anc 1483 . . . . . . . . . 10 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) → (𝑥(/r𝑊)𝑦) ∈ 𝐵)
64 simpr 473 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) → ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛))
65 breq1 4847 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 < (𝐻𝑛) ↔ 𝑧 < (𝐻𝑛)))
6665rexbidv 3240 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑧 → (∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑧 < (𝐻𝑛)))
6766cbvralv 3360 . . . . . . . . . . . 12 (∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛) ↔ ∀𝑧𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑧 < (𝐻𝑛))
6864, 67sylib 209 . . . . . . . . . . 11 ((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) → ∀𝑧𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑧 < (𝐻𝑛))
6968ad2antrr 708 . . . . . . . . . 10 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) → ∀𝑧𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑧 < (𝐻𝑛))
70 breq1 4847 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = (𝑥(/r𝑊)𝑦) → (𝑧 < (𝐻𝑛) ↔ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)))
7170rexbidv 3240 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = (𝑥(/r𝑊)𝑦) → (∃𝑛 ∈ ℕ 𝑧 < (𝐻𝑛) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)))
7271rspcv 3498 . . . . . . . . . 10 ((𝑥(/r𝑊)𝑦) ∈ 𝐵 → (∀𝑧𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑧 < (𝐻𝑛) → ∃𝑛 ∈ ℕ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)))
7363, 69, 72sylc 65 . . . . . . . . 9 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) → ∃𝑛 ∈ ℕ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛))
74 eqid 2806 . . . . . . . . . . . . . 14 (.r𝑊) = (.r𝑊)
75 simp-4l 792 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → 𝑊 ∈ oField)
7675, 2syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → 𝑊 ∈ oRing)
7775, 27syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → 𝑊 ∈ Ring)
78 simp-4r 794 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → (𝑦𝐵𝑥𝐵))
7978simprd 485 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → 𝑥𝐵)
8078simpld 484 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → 𝑦𝐵)
81 simpllr 784 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → (0g𝑊) < 𝑦)
8277, 46, 473syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → (0g𝑊) ∈ 𝐵)
8375, 82, 80, 49syl3anc 1483 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → ((0g𝑊) < 𝑦 → (0g𝑊) ≠ 𝑦))
8481, 83mpd 15 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → (0g𝑊) ≠ 𝑦)
8584necomd 3033 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → 𝑦 ≠ (0g𝑊))
8675, 56, 583syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → (𝑦 ∈ (Unit‘𝑊) ↔ (𝑦𝐵𝑦 ≠ (0g𝑊))))
8780, 85, 86mpbir2and 695 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → 𝑦 ∈ (Unit‘𝑊))
8877, 79, 87, 62syl3anc 1483 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → (𝑥(/r𝑊)𝑦) ∈ 𝐵)
89 simplr 776 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → 𝑛 ∈ ℕ)
9075, 89, 31syl2anc 575 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → (𝐻𝑛) = (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊)))
9177, 46syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → 𝑊 ∈ Grp)
9289, 28syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → 𝑛 ∈ ℤ)
9377, 12syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → (1r𝑊) ∈ 𝐵)
944, 7mulgcl 17759 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑛 ∈ ℤ ∧ (1r𝑊) ∈ 𝐵) → (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊)) ∈ 𝐵)
9591, 92, 93, 94syl3anc 1483 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → (𝑛(.g𝑊)(1r𝑊)) ∈ 𝐵)
9690, 95eqeltrd 2885 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → (𝐻𝑛) ∈ 𝐵)
9775, 56syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → 𝑊 ∈ DivRing)
98 simpr 473 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛))
994, 74, 5, 76, 88, 96, 80, 6, 97, 98, 81orngrmullt 30129 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → ((𝑥(/r𝑊)𝑦)(.r𝑊)𝑦) < ((𝐻𝑛)(.r𝑊)𝑦))
1004, 57, 61, 74dvrcan1 18889 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ Ring ∧ 𝑥𝐵𝑦 ∈ (Unit‘𝑊)) → ((𝑥(/r𝑊)𝑦)(.r𝑊)𝑦) = 𝑥)
10177, 79, 87, 100syl3anc 1483 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → ((𝑥(/r𝑊)𝑦)(.r𝑊)𝑦) = 𝑥)
10290oveq1d 6885 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → ((𝐻𝑛)(.r𝑊)𝑦) = ((𝑛(.g𝑊)(1r𝑊))(.r𝑊)𝑦))
1034, 7, 74mulgass2 18799 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑊 ∈ Ring ∧ (𝑛 ∈ ℤ ∧ (1r𝑊) ∈ 𝐵𝑦𝐵)) → ((𝑛(.g𝑊)(1r𝑊))(.r𝑊)𝑦) = (𝑛(.g𝑊)((1r𝑊)(.r𝑊)𝑦)))
10477, 92, 93, 80, 103syl13anc 1484 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → ((𝑛(.g𝑊)(1r𝑊))(.r𝑊)𝑦) = (𝑛(.g𝑊)((1r𝑊)(.r𝑊)𝑦)))
1054, 74, 11ringlidm 18769 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑊 ∈ Ring ∧ 𝑦𝐵) → ((1r𝑊)(.r𝑊)𝑦) = 𝑦)
10677, 80, 105syl2anc 575 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → ((1r𝑊)(.r𝑊)𝑦) = 𝑦)
107106oveq2d 6886 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → (𝑛(.g𝑊)((1r𝑊)(.r𝑊)𝑦)) = (𝑛(.g𝑊)𝑦))
108102, 104, 1073eqtrd 2844 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → ((𝐻𝑛)(.r𝑊)𝑦) = (𝑛(.g𝑊)𝑦))
10999, 101, 1083brtr3d 4875 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛)) → 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦))
110109ex 399 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛) → 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦)))
111110reximdva 3204 . . . . . . . . . 10 (((𝑊 ∈ oField ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) → (∃𝑛 ∈ ℕ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦)))
112111adantllr 701 . . . . . . . . 9 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) → (∃𝑛 ∈ ℕ (𝑥(/r𝑊)𝑦) < (𝐻𝑛) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦)))
11373, 112mpd 15 . . . . . . . 8 ((((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) ∧ (0g𝑊) < 𝑦) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦))
114113ex 399 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ (𝑦𝐵𝑥𝐵)) → ((0g𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦)))
115114expr 446 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ 𝑦𝐵) → (𝑥𝐵 → ((0g𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦))))
11640, 115ralrimi 3145 . . . . 5 (((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) ∧ 𝑦𝐵) → ∀𝑥𝐵 ((0g𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦)))
117116ralrimiva 3154 . . . 4 ((𝑊 ∈ oField ∧ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)) → ∀𝑦𝐵𝑥𝐵 ((0g𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦)))
118117ex 399 . . 3 (𝑊 ∈ oField → (∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛) → ∀𝑦𝐵𝑥𝐵 ((0g𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦))))
11935, 118impbid 203 . 2 (𝑊 ∈ oField → (∀𝑦𝐵𝑥𝐵 ((0g𝑊) < 𝑦 → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝑛(.g𝑊)𝑦)) ↔ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)))
1209, 119bitrd 270 1 (𝑊 ∈ oField → (𝑊 ∈ Archi ↔ ∀𝑥𝐵𝑛 ∈ ℕ 𝑥 < (𝐻𝑛)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 197  wa 384   = wceq 1637  wcel 2156  wne 2978  wral 3096  wrex 3097   class class class wbr 4844  cfv 6097  (class class class)co 6870  cn 11301  cz 11639  Basecbs 16064  .rcmulr 16150  0gc0g 16301  ltcplt 17142  Grpcgrp 17623  .gcmg 17741  1rcur 18699  Ringcrg 18745  CRingccrg 18746  Unitcui 18837  /rcdvr 18880  DivRingcdr 18947  Fieldcfield 18948  ℤRHomczrh 20052  oGrpcogrp 30019  Archicarchi 30052  oRingcorng 30116  oFieldcofld 30117
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1877  ax-4 1894  ax-5 2001  ax-6 2068  ax-7 2104  ax-8 2158  ax-9 2165  ax-10 2185  ax-11 2201  ax-12 2214  ax-13 2420  ax-ext 2784  ax-rep 4964  ax-sep 4975  ax-nul 4983  ax-pow 5035  ax-pr 5096  ax-un 7175  ax-inf2 8781  ax-cnex 10273  ax-resscn 10274  ax-1cn 10275  ax-icn 10276  ax-addcl 10277  ax-addrcl 10278  ax-mulcl 10279  ax-mulrcl 10280  ax-mulcom 10281  ax-addass 10282  ax-mulass 10283  ax-distr 10284  ax-i2m1 10285  ax-1ne0 10286  ax-1rid 10287  ax-rnegex 10288  ax-rrecex 10289  ax-cnre 10290  ax-pre-lttri 10291  ax-pre-lttrn 10292  ax-pre-ltadd 10293  ax-pre-mulgt0 10294  ax-addf 10296  ax-mulf 10297
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 866  df-3or 1101  df-3an 1102  df-tru 1641  df-ex 1860  df-nf 1864  df-sb 2061  df-eu 2634  df-mo 2635  df-clab 2793  df-cleq 2799  df-clel 2802  df-nfc 2937  df-ne 2979  df-nel 3082  df-ral 3101  df-rex 3102  df-reu 3103  df-rmo 3104  df-rab 3105  df-v 3393  df-sbc 3634  df-csb 3729  df-dif 3772  df-un 3774  df-in 3776  df-ss 3783  df-pss 3785  df-nul 4117  df-if 4280  df-pw 4353  df-sn 4371  df-pr 4373  df-tp 4375  df-op 4377  df-uni 4631  df-int 4670  df-iun 4714  df-br 4845  df-opab 4907  df-mpt 4924  df-tr 4947  df-id 5219  df-eprel 5224  df-po 5232  df-so 5233  df-fr 5270  df-we 5272  df-xp 5317  df-rel 5318  df-cnv 5319  df-co 5320  df-dm 5321  df-rn 5322  df-res 5323  df-ima 5324  df-pred 5893  df-ord 5939  df-on 5940  df-lim 5941  df-suc 5942  df-iota 6060  df-fun 6099  df-fn 6100  df-f 6101  df-f1 6102  df-fo 6103  df-f1o 6104  df-fv 6105  df-riota 6831  df-ov 6873  df-oprab 6874  df-mpt2 6875  df-om 7292  df-1st 7394  df-2nd 7395  df-tpos 7583  df-wrecs 7638  df-recs 7700  df-rdg 7738  df-1o 7792  df-oadd 7796  df-er 7975  df-map 8090  df-en 8189  df-dom 8190  df-sdom 8191  df-fin 8192  df-pnf 10357  df-mnf 10358  df-xr 10359  df-ltxr 10360  df-le 10361  df-sub 10549  df-neg 10550  df-nn 11302  df-2 11360  df-3 11361  df-4 11362  df-5 11363  df-6 11364  df-7 11365  df-8 11366  df-9 11367  df-n0 11556  df-z 11640  df-dec 11756  df-uz 11901  df-fz 12546  df-seq 13021  df-struct 16066  df-ndx 16067  df-slot 16068  df-base 16070  df-sets 16071  df-ress 16072  df-plusg 16162  df-mulr 16163  df-starv 16164  df-tset 16168  df-ple 16169  df-ds 16171  df-unif 16172  df-0g 16303  df-proset 17129  df-poset 17147  df-plt 17159  df-toset 17235  df-mgm 17443  df-sgrp 17485  df-mnd 17496  df-mhm 17536  df-grp 17626  df-minusg 17627  df-sbg 17628  df-mulg 17742  df-subg 17789  df-ghm 17856  df-cmn 18392  df-mgp 18688  df-ur 18700  df-ring 18747  df-cring 18748  df-oppr 18821  df-dvdsr 18839  df-unit 18840  df-invr 18870  df-dvr 18881  df-rnghom 18915  df-drng 18949  df-field 18950  df-subrg 18978  df-cnfld 19951  df-zring 20023  df-zrh 20056  df-omnd 30020  df-ogrp 30021  df-inftm 30053  df-archi 30054  df-orng 30118  df-ofld 30119
This theorem is referenced by:  rearchi  30163
  Copyright terms: Public domain W3C validator