Theorem ltexpri 10200

Description: Proposition 9-3.5(iv) of [Gleason] p. 123. (Contributed by NM, 13-May-1996.) (Revised by Mario Carneiro, 14-Jun-2013.) (New usage is discouraged.)

Assertion

Ref	Expression
ltexpri	⊢ (𝐴<P 𝐵 → ∃𝑥 ∈ P (𝐴 +P 𝑥) = 𝐵)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵

Proof of Theorem ltexpri

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ltrelpr 10155	. . 3 ⊢ <P ⊆ (P × P)
2	1	brel 5414	. 2 ⊢ (𝐴<P 𝐵 → (𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P))
3		ltprord 10187	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝐴<P 𝐵 ↔ 𝐴 ⊊ 𝐵))
4		oveq2 6930	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → (𝑤 +Q 𝑦) = (𝑤 +Q 𝑧))
5	4	eleq1d 2844	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → ((𝑤 +Q 𝑦) ∈ 𝐵 ↔ (𝑤 +Q 𝑧) ∈ 𝐵))
6	5	anbi2d 622	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → ((¬ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 +Q 𝑦) ∈ 𝐵) ↔ (¬ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 +Q 𝑧) ∈ 𝐵)))
7	6	exbidv 1964	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → (∃𝑤(¬ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 +Q 𝑦) ∈ 𝐵) ↔ ∃𝑤(¬ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 +Q 𝑧) ∈ 𝐵)))
8	7	cbvabv 2914	. . . . . . 7 ⊢ {𝑦 ∣ ∃𝑤(¬ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 +Q 𝑦) ∈ 𝐵)} = {𝑧 ∣ ∃𝑤(¬ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 +Q 𝑧) ∈ 𝐵)}
9	8	ltexprlem5 10197	. . . . . 6 ⊢ ((𝐵 ∈ P ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵) → {𝑦 ∣ ∃𝑤(¬ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 +Q 𝑦) ∈ 𝐵)} ∈ P)
10	9	adantll 704	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵) → {𝑦 ∣ ∃𝑤(¬ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 +Q 𝑦) ∈ 𝐵)} ∈ P)
11	8	ltexprlem6 10198	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵) → (𝐴 +P {𝑦 ∣ ∃𝑤(¬ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 +Q 𝑦) ∈ 𝐵)}) ⊆ 𝐵)
12	8	ltexprlem7 10199	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵) → 𝐵 ⊆ (𝐴 +P {𝑦 ∣ ∃𝑤(¬ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 +Q 𝑦) ∈ 𝐵)}))
13	11, 12	eqssd 3838	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵) → (𝐴 +P {𝑦 ∣ ∃𝑤(¬ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 +Q 𝑦) ∈ 𝐵)}) = 𝐵)
14		oveq2 6930	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = {𝑦 ∣ ∃𝑤(¬ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 +Q 𝑦) ∈ 𝐵)} → (𝐴 +P 𝑥) = (𝐴 +P {𝑦 ∣ ∃𝑤(¬ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 +Q 𝑦) ∈ 𝐵)}))
15	14	eqeq1d 2780	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = {𝑦 ∣ ∃𝑤(¬ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 +Q 𝑦) ∈ 𝐵)} → ((𝐴 +P 𝑥) = 𝐵 ↔ (𝐴 +P {𝑦 ∣ ∃𝑤(¬ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 +Q 𝑦) ∈ 𝐵)}) = 𝐵))
16	15	rspcev 3511	. . . . 5 ⊢ (({𝑦 ∣ ∃𝑤(¬ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 +Q 𝑦) ∈ 𝐵)} ∈ P ∧ (𝐴 +P {𝑦 ∣ ∃𝑤(¬ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ (𝑤 +Q 𝑦) ∈ 𝐵)}) = 𝐵) → ∃𝑥 ∈ P (𝐴 +P 𝑥) = 𝐵)
17	10, 13, 16	syl2anc 579	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵) → ∃𝑥 ∈ P (𝐴 +P 𝑥) = 𝐵)
18	17	ex 403	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝐴 ⊊ 𝐵 → ∃𝑥 ∈ P (𝐴 +P 𝑥) = 𝐵))
19	3, 18	sylbid 232	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝐴<P 𝐵 → ∃𝑥 ∈ P (𝐴 +P 𝑥) = 𝐵))
20	2, 19	mpcom 38	1 ⊢ (𝐴<P 𝐵 → ∃𝑥 ∈ P (𝐴 +P 𝑥) = 𝐵)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 386   = wceq 1601  ∃wex 1823   ∈ wcel 2107  {cab 2763  ∃wrex 3091   ⊊ wpss 3793   class class class wbr 4886  (class class class)co 6922   +_Q cplq 10012  Pcnp 10016   +_P cpp 10018  <_P cltp 10020

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1839  ax-4 1853  ax-5 1953  ax-6 2021  ax-7 2055  ax-8 2109  ax-9 2116  ax-10 2135  ax-11 2150  ax-12 2163  ax-13 2334  ax-ext 2754  ax-sep 5017  ax-nul 5025  ax-pow 5077  ax-pr 5138  ax-un 7226  ax-inf2 8835

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1605  df-ex 1824  df-nf 1828  df-sb 2012  df-mo 2551  df-eu 2587  df-clab 2764  df-cleq 2770  df-clel 2774  df-nfc 2921  df-ne 2970  df-ral 3095  df-rex 3096  df-reu 3097  df-rmo 3098  df-rab 3099  df-v 3400  df-sbc 3653  df-csb 3752  df-dif 3795  df-un 3797  df-in 3799  df-ss 3806  df-pss 3808  df-nul 4142  df-if 4308  df-pw 4381  df-sn 4399  df-pr 4401  df-tp 4403  df-op 4405  df-uni 4672  df-int 4711  df-iun 4755  df-br 4887  df-opab 4949  df-mpt 4966  df-tr 4988  df-id 5261  df-eprel 5266  df-po 5274  df-so 5275  df-fr 5314  df-we 5316  df-xp 5361  df-rel 5362  df-cnv 5363  df-co 5364  df-dm 5365  df-rn 5366  df-res 5367  df-ima 5368  df-pred 5933  df-ord 5979  df-on 5980  df-lim 5981  df-suc 5982  df-iota 6099  df-fun 6137  df-fn 6138  df-f 6139  df-f1 6140  df-fo 6141  df-f1o 6142  df-fv 6143  df-ov 6925  df-oprab 6926  df-mpt2 6927  df-om 7344  df-1st 7445  df-2nd 7446  df-wrecs 7689  df-recs 7751  df-rdg 7789  df-1o 7843  df-oadd 7847  df-omul 7848  df-er 8026  df-ni 10029  df-pli 10030  df-mi 10031  df-lti 10032  df-plpq 10065  df-mpq 10066  df-ltpq 10067  df-enq 10068  df-nq 10069  df-erq 10070  df-plq 10071  df-mq 10072  df-1nq 10073  df-rq 10074  df-ltnq 10075  df-np 10138  df-plp 10140  df-ltp 10142

This theorem is referenced by:  ltaprlem  10201  recexsrlem  10260  mulgt0sr  10262  map2psrpr  10267