Theorem ltexprlem6 10298

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 10297	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ∈ P ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵) → 𝐶 ∈ P)
3		df-plp 10240	. . . . . 6 ⊢ +P = (𝑧 ∈ P, 𝑦 ∈ P ↦ {𝑓 ∣ ∃𝑔 ∈ 𝑧 ∃ℎ ∈ 𝑦 𝑓 = (𝑔 +Q ℎ)})
4		addclnq 10202	. . . . . 6 ⊢ ((𝑔 ∈ Q ∧ ℎ ∈ Q) → (𝑔 +Q ℎ) ∈ Q)
5	3, 4	genpelv 10257	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐶 ∈ P) → (𝑧 ∈ (𝐴 +P 𝐶) ↔ ∃𝑤 ∈ 𝐴 ∃𝑥 ∈ 𝐶 𝑧 = (𝑤 +Q 𝑥)))
6	2, 5	sylan2 592	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ (𝐵 ∈ P ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵)) → (𝑧 ∈ (𝐴 +P 𝐶) ↔ ∃𝑤 ∈ 𝐴 ∃𝑥 ∈ 𝐶 𝑧 = (𝑤 +Q 𝑥)))
7	1	abeq2i 2915	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐶 ↔ ∃𝑦(¬ 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))
8		elprnq 10248	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝐵 ∈ P ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵) → (𝑦 +Q 𝑥) ∈ Q)
9		addnqf 10205	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ +Q :(Q × Q)⟶Q
10	9	fdmi 6384	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ dom +Q = (Q × Q)
11		0nnq 10181	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ¬ ∅ ∈ Q
12	10, 11	ndmovrcl 7181	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑦 +Q 𝑥) ∈ Q → (𝑦 ∈ Q ∧ 𝑥 ∈ Q))
13	12	simpld 495	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑦 +Q 𝑥) ∈ Q → 𝑦 ∈ Q)
14	8, 13	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐵 ∈ P ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵) → 𝑦 ∈ Q)
15		prub 10251	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑤 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ Q) → (¬ 𝑦 ∈ 𝐴 → 𝑤 <Q 𝑦))
16	14, 15	sylan2 592	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑤 ∈ 𝐴) ∧ (𝐵 ∈ P ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵)) → (¬ 𝑦 ∈ 𝐴 → 𝑤 <Q 𝑦))
17	12	simprd 496	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ((𝑦 +Q 𝑥) ∈ Q → 𝑥 ∈ Q)
18		vex 3435	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ 𝑤 ∈ V
19		vex 3435	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ 𝑦 ∈ V
20		ltanq 10228	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑢 ∈ Q → (𝑧 <Q 𝑣 ↔ (𝑢 +Q 𝑧) <Q (𝑢 +Q 𝑣)))
21		vex 3435	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ 𝑥 ∈ V
22		addcomnq 10208	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑧 +Q 𝑣) = (𝑣 +Q 𝑧)
23	18, 19, 20, 21, 22	caovord2 7207	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10250	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝐵 ∈ P ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵) → ((𝑤 +Q 𝑥) <Q (𝑦 +Q 𝑥) → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))
26	24, 25	sylbid 241	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐵 ∈ P ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵) → (𝑤 <Q 𝑦 → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))
27	26	adantl 482	. . . . . . . . . . . . . . . . 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 421	. . . . . . . . . . . . . . 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 422	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑤 ∈ 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ P) → ((¬ 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵) → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))
32	31	exlimdv 1909	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑤 ∈ 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ P) → (∃𝑦(¬ 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ (𝑦 +Q 𝑥) ∈ 𝐵) → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))
33	7, 32	syl5bi 243	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑤 ∈ 𝐴) ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝑥 ∈ 𝐶 → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))
34	33	exp31 420	. . . . . . . . . 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 428	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) ∧ (𝑤 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶)) → (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵)
37		eleq1 2868	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 = (𝑤 +Q 𝑥) → (𝑧 ∈ 𝐵 ↔ (𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵))
38	37	biimparc 480	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑤 +Q 𝑥) ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 = (𝑤 +Q 𝑥)) → 𝑧 ∈ 𝐵)
39	36, 38	sylan 580	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) ∧ (𝑤 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶)) ∧ 𝑧 = (𝑤 +Q 𝑥)) → 𝑧 ∈ 𝐵)
40	39	exp31 420	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → ((𝑤 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝑧 = (𝑤 +Q 𝑥) → 𝑧 ∈ 𝐵)))
41	40	rexlimdvv 3253	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (∃𝑤 ∈ 𝐴 ∃𝑥 ∈ 𝐶 𝑧 = (𝑤 +Q 𝑥) → 𝑧 ∈ 𝐵))
42	41	adantrr 713	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ (𝐵 ∈ P ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵)) → (∃𝑤 ∈ 𝐴 ∃𝑥 ∈ 𝐶 𝑧 = (𝑤 +Q 𝑥) → 𝑧 ∈ 𝐵))
43	6, 42	sylbid 241	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ (𝐵 ∈ P ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵)) → (𝑧 ∈ (𝐴 +P 𝐶) → 𝑧 ∈ 𝐵))
44	43	ssrdv 3890	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ (𝐵 ∈ P ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵)) → (𝐴 +P 𝐶) ⊆ 𝐵)
45	44	anassrs 468	1 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) ∧ 𝐴 ⊊ 𝐵) → (𝐴 +P 𝐶) ⊆ 𝐵)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 207   ∧ wa 396   = wceq 1520  ∃wex 1759   ∈ wcel 2079  {cab 2773  ∃wrex 3104   ⊆ wss 3854   ⊊ wpss 3855   class class class wbr 4956   × cxp 5433  (class class class)co 7007  Qcnq 10109   +_Q cplq 10112   <_Q cltq 10115  Pcnp 10116   +_P cpp 10118

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1775  ax-4 1789  ax-5 1886  ax-6 1945  ax-7 1990  ax-8 2081  ax-9 2089  ax-10 2110  ax-11 2124  ax-12 2139  ax-13 2342  ax-ext 2767  ax-sep 5088  ax-nul 5095  ax-pow 5150  ax-pr 5214  ax-un 7310  ax-inf2 8939

This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 843  df-3or 1079  df-3an 1080  df-tru 1523  df-ex 1760  df-nf 1764  df-sb 2041  df-mo 2574  df-eu 2610  df-clab 2774  df-cleq 2786  df-clel 2861  df-nfc 2933  df-ne 2983  df-ral 3108  df-rex 3109  df-reu 3110  df-rmo 3111  df-rab 3112  df-v 3434  df-sbc 3702  df-csb 3807  df-dif 3857  df-un 3859  df-in 3861  df-ss 3869  df-pss 3871  df-nul 4207  df-if 4376  df-pw 4449  df-sn 4467  df-pr 4469  df-tp 4471  df-op 4473  df-uni 4740  df-int 4777  df-iun 4821  df-br 4957  df-opab 5019  df-mpt 5036  df-tr 5058  df-id 5340  df-eprel 5345  df-po 5354  df-so 5355  df-fr 5394  df-we 5396  df-xp 5441  df-rel 5442  df-cnv 5443  df-co 5444  df-dm 5445  df-rn 5446  df-res 5447  df-ima 5448  df-pred 6015  df-ord 6061  df-on 6062  df-lim 6063  df-suc 6064  df-iota 6181  df-fun 6219  df-fn 6220  df-f 6221  df-f1 6222  df-fo 6223  df-f1o 6224  df-fv 6225  df-ov 7010  df-oprab 7011  df-mpo 7012  df-om 7428  df-1st 7536  df-2nd 7537  df-wrecs 7789  df-recs 7851  df-rdg 7889  df-1o 7944  df-oadd 7948  df-omul 7949  df-er 8130  df-ni 10129  df-pli 10130  df-mi 10131  df-lti 10132  df-plpq 10165  df-mpq 10166  df-ltpq 10167  df-enq 10168  df-nq 10169  df-erq 10170  df-plq 10171  df-mq 10172  df-1nq 10173  df-ltnq 10175  df-np 10238  df-plp 10240

This theorem is referenced by:  ltexpri  10300