Theorem ltaddpr 11046

Description: The sum of two positive reals is greater than one of them. Proposition 9-3.5(iii) of [Gleason] p. 123. (Contributed by NM, 26-Mar-1996.) (Revised by Mario Carneiro, 12-Jun-2013.) (New usage is discouraged.)

Assertion

Ref	Expression
ltaddpr	⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → 𝐴<P (𝐴 +P 𝐵))

Proof of Theorem ltaddpr

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		prn0 11001	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ P → 𝐵 ≠ ∅)
2		n0 4300	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ≠ ∅ ↔ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝐵)
3	1, 2	sylib 221	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ P → ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝐵)
4	3	adantl 487	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝐵)
5		addclpr 11030	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝐴 +P 𝐵) ∈ P)
6		df-plp 10995	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ +P = (𝑤 ∈ P, 𝑣 ∈ P ↦ {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ 𝑤 ∃𝑧 ∈ 𝑣 𝑥 = (𝑦 +Q 𝑧)})
7		addclnq 10957	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑦 ∈ Q ∧ 𝑧 ∈ Q) → (𝑦 +Q 𝑧) ∈ Q)
8	6, 7	genpprecl 11013	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥 +Q 𝑦) ∈ (𝐴 +P 𝐵)))
9	8	imp 412	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥 +Q 𝑦) ∈ (𝐴 +P 𝐵))
10		elprnq 11003	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 +P 𝐵) ∈ P ∧ (𝑥 +Q 𝑦) ∈ (𝐴 +P 𝐵)) → (𝑥 +Q 𝑦) ∈ Q)
11		addnqf 10960	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ +Q :(Q × Q)⟶Q
12	11	fdmi 6715	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ dom +Q = (Q × Q)
13		0nnq 10936	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ¬ ∅ ∈ Q
14	12, 13	ndmovrcl 7601	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑥 +Q 𝑦) ∈ Q → (𝑥 ∈ Q ∧ 𝑦 ∈ Q))
15		ltaddnq 10986	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑥 ∈ Q ∧ 𝑦 ∈ Q) → 𝑥 <Q (𝑥 +Q 𝑦))
16	10, 14, 15	3syl 19	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 +P 𝐵) ∈ P ∧ (𝑥 +Q 𝑦) ∈ (𝐴 +P 𝐵)) → 𝑥 <Q (𝑥 +Q 𝑦))
17		prcdnq 11005	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 +P 𝐵) ∈ P ∧ (𝑥 +Q 𝑦) ∈ (𝐴 +P 𝐵)) → (𝑥 <Q (𝑥 +Q 𝑦) → 𝑥 ∈ (𝐴 +P 𝐵)))
18	16, 17	mpd 16	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 +P 𝐵) ∈ P ∧ (𝑥 +Q 𝑦) ∈ (𝐴 +P 𝐵)) → 𝑥 ∈ (𝐴 +P 𝐵))
19	5, 9, 18	syl2an2r 698	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → 𝑥 ∈ (𝐴 +P 𝐵))
20	19	exp32 426	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝑥 ∈ 𝐴 → (𝑦 ∈ 𝐵 → 𝑥 ∈ (𝐴 +P 𝐵))))
21	20	com23 87	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝑦 ∈ 𝐵 → (𝑥 ∈ 𝐴 → 𝑥 ∈ (𝐴 +P 𝐵))))
22	21	alrimdv 1962	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝑦 ∈ 𝐵 → ∀𝑥(𝑥 ∈ 𝐴 → 𝑥 ∈ (𝐴 +P 𝐵))))
23		df-ss 3916	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ⊆ (𝐴 +P 𝐵) ↔ ∀𝑥(𝑥 ∈ 𝐴 → 𝑥 ∈ (𝐴 +P 𝐵)))
24	22, 23	imbitrrdi 255	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝑦 ∈ 𝐵 → 𝐴 ⊆ (𝐴 +P 𝐵)))
25		vex 3454	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑦 ∈ V
26	25	prlem934 11045	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ P → ∃𝑥 ∈ 𝐴 ¬ (𝑥 +Q 𝑦) ∈ 𝐴)
27	26	adantr 486	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 ¬ (𝑥 +Q 𝑦) ∈ 𝐴)
28		eleq2 2849	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐴 = (𝐴 +P 𝐵) → ((𝑥 +Q 𝑦) ∈ 𝐴 ↔ (𝑥 +Q 𝑦) ∈ (𝐴 +P 𝐵)))
29	28	biimprcd 253	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑥 +Q 𝑦) ∈ (𝐴 +P 𝐵) → (𝐴 = (𝐴 +P 𝐵) → (𝑥 +Q 𝑦) ∈ 𝐴))
30	29	con3d 153	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑥 +Q 𝑦) ∈ (𝐴 +P 𝐵) → (¬ (𝑥 +Q 𝑦) ∈ 𝐴 → ¬ 𝐴 = (𝐴 +P 𝐵)))
31	8, 30	syl6 36	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (¬ (𝑥 +Q 𝑦) ∈ 𝐴 → ¬ 𝐴 = (𝐴 +P 𝐵))))
32	31	expd 421	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝑥 ∈ 𝐴 → (𝑦 ∈ 𝐵 → (¬ (𝑥 +Q 𝑦) ∈ 𝐴 → ¬ 𝐴 = (𝐴 +P 𝐵)))))
33	32	com34 92	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝑥 ∈ 𝐴 → (¬ (𝑥 +Q 𝑦) ∈ 𝐴 → (𝑦 ∈ 𝐵 → ¬ 𝐴 = (𝐴 +P 𝐵)))))
34	33	rexlimdv 3161	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (∃𝑥 ∈ 𝐴 ¬ (𝑥 +Q 𝑦) ∈ 𝐴 → (𝑦 ∈ 𝐵 → ¬ 𝐴 = (𝐴 +P 𝐵))))
35	27, 34	mpd 16	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝑦 ∈ 𝐵 → ¬ 𝐴 = (𝐴 +P 𝐵)))
36	24, 35	jcad 522	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝑦 ∈ 𝐵 → (𝐴 ⊆ (𝐴 +P 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = (𝐴 +P 𝐵))))
37		dfpss2 4036	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ⊊ (𝐴 +P 𝐵) ↔ (𝐴 ⊆ (𝐴 +P 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = (𝐴 +P 𝐵)))
38	36, 37	imbitrrdi 255	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝑦 ∈ 𝐵 → 𝐴 ⊊ (𝐴 +P 𝐵)))
39	38	exlimdv 1966	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (∃𝑦 𝑦 ∈ 𝐵 → 𝐴 ⊊ (𝐴 +P 𝐵)))
40	4, 39	mpd 16	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → 𝐴 ⊊ (𝐴 +P 𝐵))
41		ltprord 11042	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ (𝐴 +P 𝐵) ∈ P) → (𝐴<P (𝐴 +P 𝐵) ↔ 𝐴 ⊊ (𝐴 +P 𝐵)))
42	5, 41	syldan 603	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝐴<P (𝐴 +P 𝐵) ↔ 𝐴 ⊊ (𝐴 +P 𝐵)))
43	40, 42	mpbird 260	1 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → 𝐴<P (𝐴 +P 𝐵))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401  ∀wal 1568   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2955  ∃wrex 3086   ⊆ wss 3899   ⊊ wpss 3900  ∅c0 4279   class class class wbr 5103   × cxp 5653  (class class class)co 7414  Qcnq 10864   +_Q cplq 10867   <_Q cltq 10870  Pcnp 10871   +_P cpp 10873  <_P cltp 10875

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 7737  ax-inf2 9623

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-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-int 4908  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-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-1o 8458  df-oadd 8462  df-omul 8463  df-er 8699  df-ni 10884  df-pli 10885  df-mi 10886  df-lti 10887  df-plpq 10920  df-mpq 10921  df-ltpq 10922  df-enq 10923  df-nq 10924  df-erq 10925  df-plq 10926  df-mq 10927  df-1nq 10928  df-rq 10929  df-ltnq 10930  df-np 10993  df-plp 10995  df-ltp 10997

This theorem is used by:  ltaddpr2  11047  ltexprlem7  11054  ltaprlem  11056  0lt1sr  11107  mappsrpr  11120