Theorem ltsrec 27818

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 774	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝐶 <<s 𝐷)
2		simpll 772	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝐴 <<s 𝐵)
3		simprr 778	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))
4		simprl 776	. . . . 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 27817	. . . 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 461	. . . 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 288	. . 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 27798	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 <<s 𝐷 → ((𝐶 |s 𝐷) ∈ No ∧ 𝐶 <<s {(𝐶 |s 𝐷)} ∧ {(𝐶 |s 𝐷)} <<s 𝐷))
9	8	simp1d 1148	. . . . . 6 ⊢ (𝐶 <<s 𝐷 → (𝐶 |s 𝐷) ∈ No )
10	9	ad2antlr 733	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → (𝐶 |s 𝐷) ∈ No )
11	3, 10	eqeltrd 2840	. . . 4 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝑌 ∈ No )
12		cutcuts 27798	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 <<s 𝐵 → ((𝐴 |s 𝐵) ∈ No ∧ 𝐴 <<s {(𝐴 |s 𝐵)} ∧ {(𝐴 |s 𝐵)} <<s 𝐵))
13	12	simp1d 1148	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 <<s 𝐵 → (𝐴 |s 𝐵) ∈ No )
14	13	ad2antrr 732	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → (𝐴 |s 𝐵) ∈ No )
15	4, 14	eqeltrd 2840	. . . 4 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝑋 ∈ No )
16		lenlts 27741	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ No ∧ 𝑋 ∈ No ) → (𝑌 ≤s 𝑋 ↔ ¬ 𝑋 <s 𝑌))
17	11, 15, 16	syl2anc 590	. . 3 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → (𝑌 ≤s 𝑋 ↔ ¬ 𝑋 <s 𝑌))
18		sltsss1 27782	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐶 <<s 𝐷 → 𝐶 ⊆ No )
19	18	ad2antlr 733	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝐶 ⊆ No )
20	19	sselda 3922	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) ∧ 𝑐 ∈ 𝐶) → 𝑐 ∈ No )
21	15	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) ∧ 𝑐 ∈ 𝐶) → 𝑋 ∈ No )
22		ltnles 27742	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑐 ∈ No ∧ 𝑋 ∈ No ) → (𝑐 <s 𝑋 ↔ ¬ 𝑋 ≤s 𝑐))
23	20, 21, 22	syl2anc 590	. . . . . 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 3161	. . . . 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 481	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → 𝑌 ∈ No )
26		sltsss2 27783	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 <<s 𝐵 → 𝐵 ⊆ No )
27	26	ad2antrr 732	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) → 𝐵 ⊆ No )
28	27	sselda 3922	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 <<s 𝐵 ∧ 𝐶 <<s 𝐷) ∧ (𝑋 = (𝐴 |s 𝐵) ∧ 𝑌 = (𝐶 |s 𝐷))) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → 𝑏 ∈ No )
29		ltnles 27742	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑌 ∈ No ∧ 𝑏 ∈ No ) → (𝑌 <s 𝑏 ↔ ¬ 𝑏 ≤s 𝑌))
30	25, 28, 29	syl2anc 590	. . . . . 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 3161	. . . . 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 638	. . . 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 3066	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑐 ∈ 𝐶 ¬ 𝑋 ≤s 𝑐 ↔ ¬ ∃𝑐 ∈ 𝐶 𝑋 ≤s 𝑐)
34		ralnex 3066	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑏 ∈ 𝐵 ¬ 𝑏 ≤s 𝑌 ↔ ¬ ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑏 ≤s 𝑌)
35	33, 34	anbi12i 634	. . . . 5 ⊢ ((∀𝑐 ∈ 𝐶 ¬ 𝑋 ≤s 𝑐 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝐵 ¬ 𝑏 ≤s 𝑌) ↔ (¬ ∃𝑐 ∈ 𝐶 𝑋 ≤s 𝑐 ∧ ¬ ∃𝑏 ∈ 𝐵 𝑏 ≤s 𝑌))
36		ioran 991	. . . . 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 279	. . . 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 288	. . 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 310	. 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 318	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 207   ∧ wa 396   ∨ wo 853   = wceq 1547   ∈ wcel 2119  ∀wral 3054  ∃wrex 3064   ⊆ wss 3890  {csn 4562   class class class wbr 5079  (class class class)co 7363   No csur 27628   <s clts 27629   ≤s cles 27733   <<s cslts 27774   |s ccuts 27776

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2712  ax-rep 5206  ax-sep 5225  ax-nul 5235  ax-pow 5301  ax-pr 5369  ax-un 7685

This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2719  df-cleq 2732  df-clel 2815  df-nfc 2889  df-ne 2936  df-ral 3055  df-rex 3065  df-rmo 3345  df-reu 3346  df-rab 3393  df-v 3434  df-sbc 3731  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4269  df-if 4462  df-pw 4538  df-sn 4563  df-pr 4565  df-tp 4567  df-op 4569  df-uni 4846  df-int 4885  df-br 5080  df-opab 5142  df-mpt 5161  df-tr 5187  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  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 7320  df-ov 7366  df-oprab 7367  df-mpo 7368  df-1o 8402  df-2o 8403  df-no 27631  df-lts 27632  df-bday 27633  df-les 27734  df-slts 27775  df-cuts 27777

This theorem is referenced by:  ltsrecd  27819  0lt1s  27829