Theorem ltexprlem6 10655

Description: Lemma for Proposition 9-3.5(iv) of [Gleason] p. 123. (Contributed by NM, 8-Apr-1996.) (Revised by Mario Carneiro, 12-Jun-2013.) (New usage is discouraged.)

Hypothesis

Ref	Expression
ltexprlem.1	⊢ 𝐶 = {𝑥 ∣ ∃𝑦(¬ 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵)}

Assertion

Ref	Expression
ltexprlem6	⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵) → (𝐴 +P 𝐶) ⊆ 𝐵)

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐴   𝑥,𝐵,𝑦   𝑥,𝐶

Allowed substitution hint:   𝐶(𝑦)

Proof of Theorem ltexprlem6

Dummy variables 𝑧 𝑤 𝑣 𝑓 𝑔 ℎ 𝑢 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ltexprlem.1	. . . . . 6 ⊢ 𝐶 = {𝑥 ∣ ∃𝑦(¬ 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵)}
2	1	ltexprlem5 10654	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ∈ P ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵) → 𝐶 ∈ P)
3		df-plp 10597	. . . . . 6 ⊢ +P = (𝑧 ∈ P, 𝑦 ∈ P ↦ {𝑓 ∣ ∃𝑔 ∈ 𝑧 ∃ℎ ∈ 𝑦 𝑓 = (𝑔 +Q ℎ)})
4		addclnq 10559	. . . . . 6 ⊢ ((𝑔 ∈ Q ∧ ℎ ∈ Q) → (𝑔 +Q ℎ) ∈ Q)
5	3, 4	genpelv 10614	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐶 ∈ P) → (𝑧 ∈ (𝐴 +P 𝐶) ↔ ∃𝑤 ∈ 𝐴 ∃𝑥 ∈ 𝐶 𝑧 = (𝑤 +Q 𝑥)))
6	2, 5	sylan2 596	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ (𝐵 ∈ P ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵)) → (𝑧 ∈ (𝐴 +P 𝐶) ↔ ∃𝑤 ∈ 𝐴 ∃𝑥 ∈ 𝐶 𝑧 = (𝑤 +Q 𝑥)))
7	1	abeq2i 2872	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐶 ↔ ∃𝑦(¬ 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))
8		elprnq 10605	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝐵 ∈ P ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵) → (𝑦 +Q 𝑥) ∈ Q)
9		addnqf 10562	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ +Q :(Q × Q)⟶Q
10	9	fdmi 6557	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ dom +Q = (Q × Q)
11		0nnq 10538	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ¬ ∅ ∈ Q
12	10, 11	ndmovrcl 7394	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑦 +Q 𝑥) ∈ Q → (𝑦 ∈ Q ∧ 𝑥 ∈ Q))
13	12	simpld 498	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑦 +Q 𝑥) ∈ Q → 𝑦 ∈ Q)
14	8, 13	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐵 ∈ P ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵) → 𝑦 ∈ Q)
15		prub 10608	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑤 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ Q) → (¬ 𝑦 ∈ 𝐴 → 𝑤 <Q 𝑦))
16	14, 15	sylan2 596	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑤 ∈ 𝐴) ∧ (𝐵 ∈ P ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵)) → (¬ 𝑦 ∈ 𝐴 → 𝑤 <Q 𝑦))
17	12	simprd 499	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑦 +Q 𝑥) ∈ Q → 𝑥 ∈ Q)
18		vex 3412	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ 𝑤 ∈ V
19		vex 3412	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ 𝑦 ∈ V
20		ltanq 10585	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑢 ∈ Q → (𝑧 <Q 𝑣 ↔ (𝑢 +Q 𝑧) <Q (𝑢 +Q 𝑣)))
21		vex 3412	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ 𝑥 ∈ V
22		addcomnq 10565	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑧 +Q 𝑣) = (𝑣 +Q 𝑧)
23	18, 19, 20, 21, 22	caovord2 7420	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑥 ∈ Q → (𝑤 <Q 𝑦 ↔ (𝑤 +Q 𝑥) <Q (𝑦 +Q 𝑥)))
24	8, 17, 23	3syl 18	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝐵 ∈ P ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵) → (𝑤 <Q 𝑦 ↔ (𝑤 +Q 𝑥) <Q (𝑦 +Q 𝑥)))
25		prcdnq 10607	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝐵 ∈ P ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵) → ((𝑤 +Q 𝑥) <Q (𝑦 +Q 𝑥) → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))
26	24, 25	sylbid 243	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐵 ∈ P ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵) → (𝑤 <Q 𝑦 → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))
27	26	adantl 485	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑤 ∈ 𝐴) ∧ (𝐵 ∈ P ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵)) → (𝑤 <Q 𝑦 → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))
28	16, 27	syld 47	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑤 ∈ 𝐴) ∧ (𝐵 ∈ P ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵)) → (¬ 𝑦 ∈ 𝐴 → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))
29	28	exp32 424	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑤 ∈ 𝐴) → (𝐵 ∈ P → ((𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵 → (¬ 𝑦 ∈ 𝐴 → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))))
30	29	com34 91	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑤 ∈ 𝐴) → (𝐵 ∈ P → (¬ 𝑦 ∈ 𝐴 → ((𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵 → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))))
31	30	imp4b 425	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑤 ∈ 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ P) → ((¬ 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵) → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))
32	31	exlimdv 1941	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑤 ∈ 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ P) → (∃𝑦(¬ 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵) → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))
33	7, 32	syl5bi 245	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑤 ∈ 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝑥 ∈ 𝐶 → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))
34	33	exp31 423	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ P → (𝑤 ∈ 𝐴 → (𝐵 ∈ P → (𝑥 ∈ 𝐶 → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))))
35	34	com23 86	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ P → (𝐵 ∈ P → (𝑤 ∈ 𝐴 → (𝑥 ∈ 𝐶 → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))))
36	35	imp43 431	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) ∧ (𝑤 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶)) → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵)
37		eleq1 2825	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 = (𝑤 +Q 𝑥) → (𝑧 ∈ 𝐵 ↔ (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))
38	37	biimparc 483	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 = (𝑤 +Q 𝑥)) → 𝑧 ∈ 𝐵)
39	36, 38	sylan 583	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) ∧ (𝑤 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶)) ∧ 𝑧 = (𝑤 +Q 𝑥)) → 𝑧 ∈ 𝐵)
40	39	exp31 423	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → ((𝑤 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝑧 = (𝑤 +Q 𝑥) → 𝑧 ∈ 𝐵)))
41	40	rexlimdvv 3212	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (∃𝑤 ∈ 𝐴 ∃𝑥 ∈ 𝐶 𝑧 = (𝑤 +Q 𝑥) → 𝑧 ∈ 𝐵))
42	41	adantrr 717	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ (𝐵 ∈ P ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵)) → (∃𝑤 ∈ 𝐴 ∃𝑥 ∈ 𝐶 𝑧 = (𝑤 +Q 𝑥) → 𝑧 ∈ 𝐵))
43	6, 42	sylbid 243	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ (𝐵 ∈ P ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵)) → (𝑧 ∈ (𝐴 +P 𝐶) → 𝑧 ∈ 𝐵))
44	43	ssrdv 3907	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ (𝐵 ∈ P ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵)) → (𝐴 +P 𝐶) ⊆ 𝐵)
45	44	anassrs 471	1 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵) → (𝐴 +P 𝐶) ⊆ 𝐵)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   = wceq 1543  ∃wex 1787   ∈ wcel 2110  {cab 2714  ∃wrex 3062   ⊆ wss 3866   ⊊ wpss 3867   class class class wbr 5053   × cxp 5549  (class class class)co 7213  Qcnq 10466   +_Q cplq 10469   <_Q cltq 10472  Pcnp 10473   +_P cpp 10475

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1976  ax-7 2016  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2708  ax-sep 5192  ax-nul 5199  ax-pow 5258  ax-pr 5322  ax-un 7523  ax-inf2 9256

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 848  df-3or 1090  df-3an 1091  df-tru 1546  df-fal 1556  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2071  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2886  df-ne 2941  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3410  df-sbc 3695  df-csb 3812  df-dif 3869  df-un 3871  df-in 3873  df-ss 3883  df-pss 3885  df-nul 4238  df-if 4440  df-pw 4515  df-sn 4542  df-pr 4544  df-tp 4546  df-op 4548  df-uni 4820  df-int 4860  df-iun 4906  df-br 5054  df-opab 5116  df-mpt 5136  df-tr 5162  df-id 5455  df-eprel 5460  df-po 5468  df-so 5469  df-fr 5509  df-we 5511  df-xp 5557  df-rel 5558  df-cnv 5559  df-co 5560  df-dm 5561  df-rn 5562  df-res 5563  df-ima 5564  df-pred 6160  df-ord 6216  df-on 6217  df-lim 6218  df-suc 6219  df-iota 6338  df-fun 6382  df-fn 6383  df-f 6384  df-f1 6385  df-fo 6386  df-f1o 6387  df-fv 6388  df-ov 7216  df-oprab 7217  df-mpo 7218  df-om 7645  df-1st 7761  df-2nd 7762  df-wrecs 8047  df-recs 8108  df-rdg 8146  df-1o 8202  df-oadd 8206  df-omul 8207  df-er 8391  df-ni 10486  df-pli 10487  df-mi 10488  df-lti 10489  df-plpq 10522  df-mpq 10523  df-ltpq 10524  df-enq 10525  df-nq 10526  df-erq 10527  df-plq 10528  df-mq 10529  df-1nq 10530  df-ltnq 10532  df-np 10595  df-plp 10597

This theorem is referenced by:  ltexpri  10657