Theorem mul2lt0bi 13141

Description: If the result of a multiplication is strictly negative, then multiplicands are of different signs. (Contributed by Thierry Arnoux, 19-Sep-2018.)

Hypotheses

Ref	Expression
mul2lt0.1	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
mul2lt0.2	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)

Assertion

Ref	Expression
mul2lt0bi	⊢ (𝜑 → ((𝐴 · 𝐵) < 0 ↔ ((𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵) ∨ (0 < 𝐴 ∧ 𝐵 < 0))))

Proof of Theorem mul2lt0bi

Step	Hyp	Ref	Expression
1		mul2lt0.1	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
2		mul2lt0.2	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
3	1, 2	remulcld 11291	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝐴 · 𝐵) ∈ ℝ)
4		0red 11264	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
5	3, 4	ltnled 11408	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 · 𝐵) < 0 ↔ ¬ 0 ≤ (𝐴 · 𝐵)))
6	1	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 0 ≤ 𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ)
7	2	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 0 ≤ 𝐵)) → 𝐵 ∈ ℝ)
8		simprl 771	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 0 ≤ 𝐵)) → 0 ≤ 𝐴)
9		simprr 773	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 0 ≤ 𝐵)) → 0 ≤ 𝐵)
10	6, 7, 8, 9	mulge0d 11840	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 ≤ 𝐴 ∧ 0 ≤ 𝐵)) → 0 ≤ (𝐴 · 𝐵))
11	10	ex 412	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((0 ≤ 𝐴 ∧ 0 ≤ 𝐵) → 0 ≤ (𝐴 · 𝐵)))
12	11	con3d 152	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (¬ 0 ≤ (𝐴 · 𝐵) → ¬ (0 ≤ 𝐴 ∧ 0 ≤ 𝐵)))
13	5, 12	sylbid 240	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 · 𝐵) < 0 → ¬ (0 ≤ 𝐴 ∧ 0 ≤ 𝐵)))
14		ianor 984	. . . . . 6 ⊢ (¬ (0 ≤ 𝐴 ∧ 0 ≤ 𝐵) ↔ (¬ 0 ≤ 𝐴 ∨ ¬ 0 ≤ 𝐵))
15	13, 14	imbitrdi 251	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 · 𝐵) < 0 → (¬ 0 ≤ 𝐴 ∨ ¬ 0 ≤ 𝐵)))
16	1, 4	ltnled 11408	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐴 < 0 ↔ ¬ 0 ≤ 𝐴))
17	2, 4	ltnled 11408	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐵 < 0 ↔ ¬ 0 ≤ 𝐵))
18	16, 17	orbi12d 919	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 < 0 ∨ 𝐵 < 0) ↔ (¬ 0 ≤ 𝐴 ∨ ¬ 0 ≤ 𝐵)))
19	15, 18	sylibrd 259	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 · 𝐵) < 0 → (𝐴 < 0 ∨ 𝐵 < 0)))
20	19	imp 406	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝐴 < 0 ∨ 𝐵 < 0))
21		simpr 484	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) ∧ 𝐴 < 0) → 𝐴 < 0)
22	1	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
23	2	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐵 ∈ ℝ)
24		simpr 484	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝐴 · 𝐵) < 0)
25	22, 23, 24	mul2lt0llt0 13139	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) ∧ 𝐴 < 0) → 0 < 𝐵)
26	21, 25	jca 511	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) ∧ 𝐴 < 0) → (𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵))
27	26	ex 412	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝐴 < 0 → (𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵)))
28	22, 23, 24	mul2lt0rlt0 13137	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) ∧ 𝐵 < 0) → 0 < 𝐴)
29		simpr 484	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) ∧ 𝐵 < 0) → 𝐵 < 0)
30	28, 29	jca 511	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) ∧ 𝐵 < 0) → (0 < 𝐴 ∧ 𝐵 < 0))
31	30	ex 412	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝐵 < 0 → (0 < 𝐴 ∧ 𝐵 < 0)))
32	27, 31	orim12d 967	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → ((𝐴 < 0 ∨ 𝐵 < 0) → ((𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵) ∨ (0 < 𝐴 ∧ 𝐵 < 0))))
33	20, 32	mpd 15	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → ((𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵) ∨ (0 < 𝐴 ∧ 𝐵 < 0)))
34	1	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ)
35		0red 11264	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵)) → 0 ∈ ℝ)
36	2	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵)) → 𝐵 ∈ ℝ)
37		simprr 773	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵)) → 0 < 𝐵)
38	36, 37	elrpd 13074	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵)) → 𝐵 ∈ ℝ+)
39		simprl 771	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵)) → 𝐴 < 0)
40	34, 35, 38, 39	ltmul1dd 13132	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵)) → (𝐴 · 𝐵) < (0 · 𝐵))
41	36	recnd 11289	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵)) → 𝐵 ∈ ℂ)
42	41	mul02d 11459	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵)) → (0 · 𝐵) = 0)
43	40, 42	breqtrd 5169	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵)) → (𝐴 · 𝐵) < 0)
44	2	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 < 𝐴 ∧ 𝐵 < 0)) → 𝐵 ∈ ℝ)
45		0red 11264	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 < 𝐴 ∧ 𝐵 < 0)) → 0 ∈ ℝ)
46	1	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 < 𝐴 ∧ 𝐵 < 0)) → 𝐴 ∈ ℝ)
47		simprl 771	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 < 𝐴 ∧ 𝐵 < 0)) → 0 < 𝐴)
48	46, 47	elrpd 13074	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 < 𝐴 ∧ 𝐵 < 0)) → 𝐴 ∈ ℝ+)
49		simprr 773	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 < 𝐴 ∧ 𝐵 < 0)) → 𝐵 < 0)
50	44, 45, 48, 49	ltmul2dd 13133	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 < 𝐴 ∧ 𝐵 < 0)) → (𝐴 · 𝐵) < (𝐴 · 0))
51	46	recnd 11289	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 < 𝐴 ∧ 𝐵 < 0)) → 𝐴 ∈ ℂ)
52	51	mul01d 11460	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 < 𝐴 ∧ 𝐵 < 0)) → (𝐴 · 0) = 0)
53	50, 52	breqtrd 5169	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (0 < 𝐴 ∧ 𝐵 < 0)) → (𝐴 · 𝐵) < 0)
54	43, 53	jaodan 960	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ ((𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵) ∨ (0 < 𝐴 ∧ 𝐵 < 0))) → (𝐴 · 𝐵) < 0)
55	33, 54	impbida 801	1 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 · 𝐵) < 0 ↔ ((𝐴 < 0 ∧ 0 < 𝐵) ∨ (0 < 𝐴 ∧ 𝐵 < 0))))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∨ wo 848   ∈ wcel 2108   class class class wbr 5143  (class class class)co 7431  ℝcr 11154  0cc0 11155   · cmul 11160   < clt 11295   ≤ cle 11296

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-op 4633  df-uni 4908  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-id 5578  df-po 5592  df-so 5593  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-er 8745  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-div 11921  df-rp 13035

This theorem is referenced by:  2mulprm  16730  ztprmneprm  48263