Theorem ltsrec 27797

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 768	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝐶 <<s 𝐷)
2		simpll 766	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝐴 <<s 𝐵)
3		simprr 772	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))
4		simprl 770	. . . . 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 27796	. . . 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 27777	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 <<s 𝐷 → ((𝐶 |s 𝐷) ∈ No ∧ 𝐶 <<s {(𝐶 |s 𝐷)} ∧ {(𝐶 |s 𝐷)} <<s 𝐷))
9	8	simp1d 1142	. . . . . 6 ⊢ (𝐶 <<s 𝐷 → (𝐶 |s 𝐷) ∈ No )
10	9	ad2antlr 727	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → (𝐶 |s 𝐷) ∈ No )
11	3, 10	eqeltrd 2836	. . . 4 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝑌 ∈ No )
12		cutcuts 27777	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 <<s 𝐵 → ((𝐴 |s 𝐵) ∈ No ∧ 𝐴 <<s {(𝐴 |s 𝐵)} ∧ {(𝐴 |s 𝐵)} <<s 𝐵))
13	12	simp1d 1142	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 <<s 𝐵 → (𝐴 |s 𝐵) ∈ No )
14	13	ad2antrr 726	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → (𝐴 |s 𝐵) ∈ No )
15	4, 14	eqeltrd 2836	. . . 4 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝑋 ∈ No )
16		lenlts 27720	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ No ∧ 𝑋 ∈ No ) → (𝑌 ≤s 𝑋 ↔ ¬ 𝑋 <s 𝑌))
17	11, 15, 16	syl2anc 584	. . 3 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → (𝑌 ≤s 𝑋 ↔ ¬ 𝑋 <s 𝑌))
18		sltsss1 27761	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐶 <<s 𝐷 → 𝐶 ⊆ No )
19	18	ad2antlr 727	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝐶 ⊆ No )
20	19	sselda 3933	. . . . . . 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 27721	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑐 ∈ No ∧ 𝑋 ∈ No ) → (𝑐 <s 𝑋 ↔ ¬ 𝑋 ≤s 𝑐))
23	20, 21, 22	syl2anc 584	. . . . . 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 3157	. . . . 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 27762	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 <<s 𝐵 → 𝐵 ⊆ No )
27	26	ad2antrr 726	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝐵 ⊆ No )
28	27	sselda 3933	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → 𝑏 ∈ No )
29		ltnles 27721	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑌 ∈ No ∧ 𝑏 ∈ No ) → (𝑌 <s 𝑏 ↔ ¬ 𝑏 ≤s 𝑌))
30	25, 28, 29	syl2anc 584	. . . . . 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 3157	. . . . 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 632	. . . 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 3062	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑐 ∈ 𝐶 ¬ 𝑋 ≤s 𝑐 ↔ ¬ ∃𝑐 ∈ 𝐶 𝑋 ≤s 𝑐)
34		ralnex 3062	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑏 ∈ 𝐵 ¬ 𝑏 ≤s 𝑌 ↔ ¬ ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑏 ≤s 𝑌)
35	33, 34	anbi12i 628	. . . . 5 ⊢ ((∀𝑐 ∈ 𝐶 ¬ 𝑋 ≤s 𝑐 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝐵 ¬ 𝑏 ≤s 𝑌) ↔ (¬ ∃𝑐 ∈ 𝐶 𝑋 ≤s 𝑐 ∧ ¬ ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑏 ≤s 𝑌))
36		ioran 985	. . . . 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 847   = wceq 1541   ∈ wcel 2113  ∀wral 3051  ∃wrex 3060   ⊆ wss 3901  {csn 4580   class class class wbr 5098  (class class class)co 7358   No csur 27607   <s clts 27608   ≤s cles 27712   <<s cslts 27753   |s ccuts 27755

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2184  ax-ext 2708  ax-rep 5224  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pow 5310  ax-pr 5377  ax-un 7680

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3350  df-reu 3351  df-rab 3400  df-v 3442  df-sbc 3741  df-csb 3850  df-dif 3904  df-un 3906  df-in 3908  df-ss 3918  df-pss 3921  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4581  df-pr 4583  df-tp 4585  df-op 4587  df-uni 4864  df-int 4903  df-br 5099  df-opab 5161  df-mpt 5180  df-tr 5206  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-ord 6320  df-on 6321  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-1o 8397  df-2o 8398  df-no 27610  df-lts 27611  df-bday 27612  df-les 27713  df-slts 27754  df-cuts 27756

This theorem is referenced by:  ltsrecd  27798  0lt1s  27808