Theorem ltaddpr 11023

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 10978	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ P → 𝐵 ≠ ∅)
2		n0 4307	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ≠ ∅ ↔ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝐵)
3	1, 2	sylib 221	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ P → ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝐵)
4	3	adantl 486	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝐵)
5		addclpr 11007	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝐴 +P 𝐵) ∈ P)
6		df-plp 10972	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ +P = (𝑤 ∈ P, 𝑣 ∈ P ↦ {𝑥 ∣ ∃𝑦 ∈ 𝑤 ∃𝑧 ∈ 𝑣 𝑥 = (𝑦 +Q 𝑧)})
7		addclnq 10934	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑦 ∈ Q ∧ 𝑧 ∈ Q) → (𝑦 +Q 𝑧) ∈ Q)
8	6, 7	genpprecl 10990	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥 +Q 𝑦) ∈ (𝐴 +P 𝐵)))
9	8	imp 411	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥 +Q 𝑦) ∈ (𝐴 +P 𝐵))
10		elprnq 10980	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 +P 𝐵) ∈ P ∧ (𝑥 +Q 𝑦) ∈ (𝐴 +P 𝐵)) → (𝑥 +Q 𝑦) ∈ Q)
11		addnqf 10937	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ +Q :(Q × Q)⟶Q
12	11	fdmi 6717	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ dom +Q = (Q × Q)
13		0nnq 10913	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ¬ ∅ ∈ Q
14	12, 13	ndmovrcl 7596	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑥 +Q 𝑦) ∈ Q → (𝑥 ∈ Q ∧ 𝑦 ∈ Q))
15		ltaddnq 10963	. . . . . . . . . . . . 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 10982	. . . . . . . . . . . 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 697	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → 𝑥 ∈ (𝐴 +P 𝐵))
20	19	exp32 425	. . . . . . . . 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 1959	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝑦 ∈ 𝐵 → ∀𝑥(𝑥 ∈ 𝐴 → 𝑥 ∈ (𝐴 +P 𝐵))))
23		df-ss 3922	. . . . . . 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 3459	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑦 ∈ V
26	25	prlem934 11022	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ P → ∃𝑥 ∈ 𝐴 ¬ (𝑥 +Q 𝑦) ∈ 𝐴)
27	26	adantr 485	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 ¬ (𝑥 +Q 𝑦) ∈ 𝐴)
28		eleq2 2852	. . . . . . . . . . . . 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 420	. . . . . . . . 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 3164	. . . . . . 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 521	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝑦 ∈ 𝐵 → (𝐴 ⊆ (𝐴 +P 𝐵) ∧ ¬ 𝐴 = (𝐴 +P 𝐵))))
37		dfpss2 4042	. . . . 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 1963	. . 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 11019	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ (𝐴 +P 𝐵) ∈ P) → (𝐴<P (𝐴 +P 𝐵) ↔ 𝐴 ⊊ (𝐴 +P 𝐵)))
42	5, 41	syldan 602	. 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 400  ∀wal 1568   = wceq 1570  ∃wex 1809   ∈ wcel 2143   ≠ wne 2958  ∃wrex 3089   ⊆ wss 3905   ⊊ wpss 3906  ∅c0 4286   class class class wbr 5109   × cxp 5659  (class class class)co 7410  Qcnq 10841   +_Q cplq 10844   <_Q cltq 10847  Pcnp 10848   +_P cpp 10850  <_P cltp 10852

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-inf2 9606

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-oadd 8453  df-omul 8454  df-er 8690  df-ni 10861  df-pli 10862  df-mi 10863  df-lti 10864  df-plpq 10897  df-mpq 10898  df-ltpq 10899  df-enq 10900  df-nq 10901  df-erq 10902  df-plq 10903  df-mq 10904  df-1nq 10905  df-rq 10906  df-ltnq 10907  df-np 10970  df-plp 10972  df-ltp 10974

This theorem is used by:  ltaddpr2  11024  ltexprlem7  11031  ltaprlem  11033  0lt1sr  11084  mappsrpr  11097