Theorem ltsrec 27809

Description: A comparison law for surreals considered as cuts of sets of surreals. (Contributed by Scott Fenton, 11-Dec-2021.)

Assertion

Ref	Expression
ltsrec	⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → (𝑋 <s 𝑌 ↔ (∃𝑐 ∈ 𝐶 𝑋 ≤s 𝑐 ∨ ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑏 ≤s 𝑌)))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑏,𝑐   𝐵,𝑏,𝑐   𝐶,𝑏,𝑐   𝐷,𝑏,𝑐   𝑋,𝑏,𝑐   𝑌,𝑏,𝑐

Proof of Theorem ltsrec

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simplr 769	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝐶 <<s 𝐷)
2		simpll 767	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝐴 <<s 𝐵)
3		simprr 773	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))
4		simprl 771	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝑋 = (𝐴 |s 𝐵))
5	1, 2, 3, 4	lesrecd 27808	. . . 4 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → (𝑌 ≤s 𝑋 ↔ (∀𝑏 ∈ 𝐵 𝑌 <s 𝑏 ∧ ∀𝑐 ∈ 𝐶 𝑐 <s 𝑋)))
6		ancom 460	. . . 4 ⊢ ((∀𝑏 ∈ 𝐵 𝑌 <s 𝑏 ∧ ∀𝑐 ∈ 𝐶 𝑐 <s 𝑋) ↔ (∀𝑐 ∈ 𝐶 𝑐 <s 𝑋 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝐵 𝑌 <s 𝑏))
7	5, 6	bitrdi 287	. . 3 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → (𝑌 ≤s 𝑋 ↔ (∀𝑐 ∈ 𝐶 𝑐 <s 𝑋 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝐵 𝑌 <s 𝑏)))
8		cutcuts 27789	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 <<s 𝐷 → ((𝐶 |s 𝐷) ∈ No ∧ 𝐶 <<s {(𝐶 |s 𝐷)} ∧ {(𝐶 |s 𝐷)} <<s 𝐷))
9	8	simp1d 1143	. . . . . 6 ⊢ (𝐶 <<s 𝐷 → (𝐶 |s 𝐷) ∈ No )
10	9	ad2antlr 728	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → (𝐶 |s 𝐷) ∈ No )
11	3, 10	eqeltrd 2837	. . . 4 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝑌 ∈ No )
12		cutcuts 27789	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 <<s 𝐵 → ((𝐴 |s 𝐵) ∈ No ∧ 𝐴 <<s {(𝐴 |s 𝐵)} ∧ {(𝐴 |s 𝐵)} <<s 𝐵))
13	12	simp1d 1143	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 <<s 𝐵 → (𝐴 |s 𝐵) ∈ No )
14	13	ad2antrr 727	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → (𝐴 |s 𝐵) ∈ No )
15	4, 14	eqeltrd 2837	. . . 4 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝑋 ∈ No )
16		lenlts 27732	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ No ∧ 𝑋 ∈ No ) → (𝑌 ≤s 𝑋 ↔ ¬ 𝑋 <s 𝑌))
17	11, 15, 16	syl2anc 585	. . 3 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → (𝑌 ≤s 𝑋 ↔ ¬ 𝑋 <s 𝑌))
18		sltsss1 27773	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐶 <<s 𝐷 → 𝐶 ⊆ No )
19	18	ad2antlr 728	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝐶 ⊆ No )
20	19	sselda 3935	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) ∧ 𝑐 ∈ 𝐶) → 𝑐 ∈ No )
21	15	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) ∧ 𝑐 ∈ 𝐶) → 𝑋 ∈ No )
22		ltnles 27733	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑐 ∈ No ∧ 𝑋 ∈ No ) → (𝑐 <s 𝑋 ↔ ¬ 𝑋 ≤s 𝑐))
23	20, 21, 22	syl2anc 585	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) ∧ 𝑐 ∈ 𝐶) → (𝑐 <s 𝑋 ↔ ¬ 𝑋 ≤s 𝑐))
24	23	ralbidva 3159	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → (∀𝑐 ∈ 𝐶 𝑐 <s 𝑋 ↔ ∀𝑐 ∈ 𝐶 ¬ 𝑋 ≤s 𝑐))
25	11	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → 𝑌 ∈ No )
26		sltsss2 27774	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 <<s 𝐵 → 𝐵 ⊆ No )
27	26	ad2antrr 727	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝐵 ⊆ No )
28	27	sselda 3935	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → 𝑏 ∈ No )
29		ltnles 27733	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑌 ∈ No ∧ 𝑏 ∈ No ) → (𝑌 <s 𝑏 ↔ ¬ 𝑏 ≤s 𝑌))
30	25, 28, 29	syl2anc 585	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝑌 <s 𝑏 ↔ ¬ 𝑏 ≤s 𝑌))
31	30	ralbidva 3159	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → (∀𝑏 ∈ 𝐵 𝑌 <s 𝑏 ↔ ∀𝑏 ∈ 𝐵 ¬ 𝑏 ≤s 𝑌))
32	24, 31	anbi12d 633	. . . 4 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → ((∀𝑐 ∈ 𝐶 𝑐 <s 𝑋 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝐵 𝑌 <s 𝑏) ↔ (∀𝑐 ∈ 𝐶 ¬ 𝑋 ≤s 𝑐 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝐵 ¬ 𝑏 ≤s 𝑌)))
33		ralnex 3064	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑐 ∈ 𝐶 ¬ 𝑋 ≤s 𝑐 ↔ ¬ ∃𝑐 ∈ 𝐶 𝑋 ≤s 𝑐)
34		ralnex 3064	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑏 ∈ 𝐵 ¬ 𝑏 ≤s 𝑌 ↔ ¬ ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑏 ≤s 𝑌)
35	33, 34	anbi12i 629	. . . . 5 ⊢ ((∀𝑐 ∈ 𝐶 ¬ 𝑋 ≤s 𝑐 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝐵 ¬ 𝑏 ≤s 𝑌) ↔ (¬ ∃𝑐 ∈ 𝐶 𝑋 ≤s 𝑐 ∧ ¬ ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑏 ≤s 𝑌))
36		ioran 986	. . . . 5 ⊢ (¬ (∃𝑐 ∈ 𝐶 𝑋 ≤s 𝑐 ∨ ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑏 ≤s 𝑌) ↔ (¬ ∃𝑐 ∈ 𝐶 𝑋 ≤s 𝑐 ∧ ¬ ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑏 ≤s 𝑌))
37	35, 36	bitr4i 278	. . . 4 ⊢ ((∀𝑐 ∈ 𝐶 ¬ 𝑋 ≤s 𝑐 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝐵 ¬ 𝑏 ≤s 𝑌) ↔ ¬ (∃𝑐 ∈ 𝐶 𝑋 ≤s 𝑐 ∨ ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑏 ≤s 𝑌))
38	32, 37	bitrdi 287	. . 3 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → ((∀𝑐 ∈ 𝐶 𝑐 <s 𝑋 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝐵 𝑌 <s 𝑏) ↔ ¬ (∃𝑐 ∈ 𝐶 𝑋 ≤s 𝑐 ∨ ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑏 ≤s 𝑌)))
39	7, 17, 38	3bitr3d 309	. 2 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → (¬ 𝑋 <s 𝑌 ↔ ¬ (∃𝑐 ∈ 𝐶 𝑋 ≤s 𝑐 ∨ ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑏 ≤s 𝑌)))
40	39	con4bid 317	1 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → (𝑋 <s 𝑌 ↔ (∃𝑐 ∈ 𝐶 𝑋 ≤s 𝑐 ∨ ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑏 ≤s 𝑌)))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∨ wo 848   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  ∀wral 3052  ∃wrex 3062   ⊆ wss 3903  {csn 4582   class class class wbr 5100  (class class class)co 7368   No csur 27619   <s clts 27620   ≤s cles 27724   <<s cslts 27765   |s ccuts 27767

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4905  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-ord 6328  df-on 6329  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-1o 8407  df-2o 8408  df-no 27622  df-lts 27623  df-bday 27624  df-les 27725  df-slts 27766  df-cuts 27768

This theorem is referenced by:  ltsrecd  27810  0lt1s  27820