MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  precsexlem7 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem precsexlem7 27649
Description: Lemma for surreal reciprocal. Show that ๐‘… is non-strictly increasing in its argument. (Contributed by Scott Fenton, 15-Mar-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
precsexlem.1 ๐น = rec((๐‘ โˆˆ V โ†ฆ โฆ‹(1st โ€˜๐‘) / ๐‘™โฆŒโฆ‹(2nd โ€˜๐‘) / ๐‘ŸโฆŒโŸจ(๐‘™ โˆช ({๐‘Ž โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ๐‘… โˆˆ ( R โ€˜๐ด)โˆƒ๐‘ฆ๐ฟ โˆˆ ๐‘™ ๐‘Ž = (( 1s +s ((๐‘ฅ๐‘… -s ๐ด) ยทs ๐‘ฆ๐ฟ)) /su ๐‘ฅ๐‘…)} โˆช {๐‘Ž โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ๐ฟ โˆˆ {๐‘ฅ โˆˆ ( L โ€˜๐ด) โˆฃ 0s <s ๐‘ฅ}โˆƒ๐‘ฆ๐‘… โˆˆ ๐‘Ÿ ๐‘Ž = (( 1s +s ((๐‘ฅ๐ฟ -s ๐ด) ยทs ๐‘ฆ๐‘…)) /su ๐‘ฅ๐ฟ)})), (๐‘Ÿ โˆช ({๐‘Ž โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ๐ฟ โˆˆ {๐‘ฅ โˆˆ ( L โ€˜๐ด) โˆฃ 0s <s ๐‘ฅ}โˆƒ๐‘ฆ๐ฟ โˆˆ ๐‘™ ๐‘Ž = (( 1s +s ((๐‘ฅ๐ฟ -s ๐ด) ยทs ๐‘ฆ๐ฟ)) /su ๐‘ฅ๐ฟ)} โˆช {๐‘Ž โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ๐‘… โˆˆ ( R โ€˜๐ด)โˆƒ๐‘ฆ๐‘… โˆˆ ๐‘Ÿ ๐‘Ž = (( 1s +s ((๐‘ฅ๐‘… -s ๐ด) ยทs ๐‘ฆ๐‘…)) /su ๐‘ฅ๐‘…)}))โŸฉ), โŸจ{ 0s }, โˆ…โŸฉ)
precsexlem.2 ๐ฟ = (1st โˆ˜ ๐น)
precsexlem.3 ๐‘… = (2nd โˆ˜ ๐น)
Assertion
Ref Expression
precsexlem7 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ฝ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ผ โŠ† ๐ฝ) โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜๐ฝ))
Distinct variable groups:   ๐ด,๐‘Ž,๐‘™,๐‘,๐‘Ÿ,๐‘ฅ,๐‘ฅ๐ฟ,๐‘ฅ๐‘…,๐‘ฆ๐‘…   ๐น,๐‘™,๐‘   ๐ผ,๐‘Ž,๐‘™,๐‘,๐‘Ÿ,๐‘ฅ,๐‘ฅ๐ฟ,๐‘ฅ๐‘…,๐‘ฆ๐ฟ,๐‘ฆ๐‘…   ๐ฟ,๐‘Ž,๐‘™,๐‘ฅ๐ฟ,๐‘ฅ๐‘…,๐‘ฆ๐ฟ   ๐‘…,๐‘Ž,๐‘™,๐‘Ÿ,๐‘ฅ๐ฟ,๐‘ฅ๐‘…,๐‘ฆ๐‘…
Allowed substitution hints:   ๐ด(๐‘ฆ๐ฟ)   ๐‘…(๐‘ฅ,๐‘,๐‘ฆ๐ฟ)   ๐น(๐‘ฅ,๐‘Ÿ,๐‘Ž,๐‘ฅ๐ฟ,๐‘ฅ๐‘…,๐‘ฆ๐ฟ,๐‘ฆ๐‘…)   ๐ฝ(๐‘ฅ,๐‘Ÿ,๐‘,๐‘Ž,๐‘™,๐‘ฅ๐ฟ,๐‘ฅ๐‘…,๐‘ฆ๐ฟ,๐‘ฆ๐‘…)   ๐ฟ(๐‘ฅ,๐‘Ÿ,๐‘,๐‘ฆ๐‘…)

Proof of Theorem precsexlem7
Dummy variables ๐‘— ๐‘˜ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nnawordex 8634 . . 3 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ฝ โˆˆ ฯ‰) โ†’ (๐ผ โŠ† ๐ฝ โ†” โˆƒ๐‘˜ โˆˆ ฯ‰ (๐ผ +o ๐‘˜) = ๐ฝ))
2 oveq2 7414 . . . . . . . . . 10 (๐‘˜ = โˆ… โ†’ (๐ผ +o ๐‘˜) = (๐ผ +o โˆ…))
32fveq2d 6893 . . . . . . . . 9 (๐‘˜ = โˆ… โ†’ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)) = (๐‘…โ€˜(๐ผ +o โˆ…)))
43sseq2d 4014 . . . . . . . 8 (๐‘˜ = โˆ… โ†’ ((๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)) โ†” (๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o โˆ…))))
5 oveq2 7414 . . . . . . . . . 10 (๐‘˜ = ๐‘— โ†’ (๐ผ +o ๐‘˜) = (๐ผ +o ๐‘—))
65fveq2d 6893 . . . . . . . . 9 (๐‘˜ = ๐‘— โ†’ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)) = (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)))
76sseq2d 4014 . . . . . . . 8 (๐‘˜ = ๐‘— โ†’ ((๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)) โ†” (๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—))))
8 oveq2 7414 . . . . . . . . . 10 (๐‘˜ = suc ๐‘— โ†’ (๐ผ +o ๐‘˜) = (๐ผ +o suc ๐‘—))
98fveq2d 6893 . . . . . . . . 9 (๐‘˜ = suc ๐‘— โ†’ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)) = (๐‘…โ€˜(๐ผ +o suc ๐‘—)))
109sseq2d 4014 . . . . . . . 8 (๐‘˜ = suc ๐‘— โ†’ ((๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)) โ†” (๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o suc ๐‘—))))
11 nna0 8601 . . . . . . . . . 10 (๐ผ โˆˆ ฯ‰ โ†’ (๐ผ +o โˆ…) = ๐ผ)
1211fveq2d 6893 . . . . . . . . 9 (๐ผ โˆˆ ฯ‰ โ†’ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o โˆ…)) = (๐‘…โ€˜๐ผ))
1312eqimsscd 4039 . . . . . . . 8 (๐ผ โˆˆ ฯ‰ โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o โˆ…)))
14 nnacl 8608 . . . . . . . . . . . 12 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐‘— โˆˆ ฯ‰) โ†’ (๐ผ +o ๐‘—) โˆˆ ฯ‰)
15 ssun1 4172 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)) โŠ† ((๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)) โˆช ({๐‘Ž โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ๐ฟ โˆˆ {๐‘ฅ โˆˆ ( L โ€˜๐ด) โˆฃ 0s <s ๐‘ฅ}โˆƒ๐‘ฆ๐ฟ โˆˆ (๐ฟโ€˜(๐ผ +o ๐‘—))๐‘Ž = (( 1s +s ((๐‘ฅ๐ฟ -s ๐ด) ยทs ๐‘ฆ๐ฟ)) /su ๐‘ฅ๐ฟ)} โˆช {๐‘Ž โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ๐‘… โˆˆ ( R โ€˜๐ด)โˆƒ๐‘ฆ๐‘… โˆˆ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—))๐‘Ž = (( 1s +s ((๐‘ฅ๐‘… -s ๐ด) ยทs ๐‘ฆ๐‘…)) /su ๐‘ฅ๐‘…)}))
16 precsexlem.1 . . . . . . . . . . . . . 14 ๐น = rec((๐‘ โˆˆ V โ†ฆ โฆ‹(1st โ€˜๐‘) / ๐‘™โฆŒโฆ‹(2nd โ€˜๐‘) / ๐‘ŸโฆŒโŸจ(๐‘™ โˆช ({๐‘Ž โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ๐‘… โˆˆ ( R โ€˜๐ด)โˆƒ๐‘ฆ๐ฟ โˆˆ ๐‘™ ๐‘Ž = (( 1s +s ((๐‘ฅ๐‘… -s ๐ด) ยทs ๐‘ฆ๐ฟ)) /su ๐‘ฅ๐‘…)} โˆช {๐‘Ž โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ๐ฟ โˆˆ {๐‘ฅ โˆˆ ( L โ€˜๐ด) โˆฃ 0s <s ๐‘ฅ}โˆƒ๐‘ฆ๐‘… โˆˆ ๐‘Ÿ ๐‘Ž = (( 1s +s ((๐‘ฅ๐ฟ -s ๐ด) ยทs ๐‘ฆ๐‘…)) /su ๐‘ฅ๐ฟ)})), (๐‘Ÿ โˆช ({๐‘Ž โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ๐ฟ โˆˆ {๐‘ฅ โˆˆ ( L โ€˜๐ด) โˆฃ 0s <s ๐‘ฅ}โˆƒ๐‘ฆ๐ฟ โˆˆ ๐‘™ ๐‘Ž = (( 1s +s ((๐‘ฅ๐ฟ -s ๐ด) ยทs ๐‘ฆ๐ฟ)) /su ๐‘ฅ๐ฟ)} โˆช {๐‘Ž โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ๐‘… โˆˆ ( R โ€˜๐ด)โˆƒ๐‘ฆ๐‘… โˆˆ ๐‘Ÿ ๐‘Ž = (( 1s +s ((๐‘ฅ๐‘… -s ๐ด) ยทs ๐‘ฆ๐‘…)) /su ๐‘ฅ๐‘…)}))โŸฉ), โŸจ{ 0s }, โˆ…โŸฉ)
17 precsexlem.2 . . . . . . . . . . . . . 14 ๐ฟ = (1st โˆ˜ ๐น)
18 precsexlem.3 . . . . . . . . . . . . . 14 ๐‘… = (2nd โˆ˜ ๐น)
1916, 17, 18precsexlem5 27647 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐ผ +o ๐‘—) โˆˆ ฯ‰ โ†’ (๐‘…โ€˜suc (๐ผ +o ๐‘—)) = ((๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)) โˆช ({๐‘Ž โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ๐ฟ โˆˆ {๐‘ฅ โˆˆ ( L โ€˜๐ด) โˆฃ 0s <s ๐‘ฅ}โˆƒ๐‘ฆ๐ฟ โˆˆ (๐ฟโ€˜(๐ผ +o ๐‘—))๐‘Ž = (( 1s +s ((๐‘ฅ๐ฟ -s ๐ด) ยทs ๐‘ฆ๐ฟ)) /su ๐‘ฅ๐ฟ)} โˆช {๐‘Ž โˆฃ โˆƒ๐‘ฅ๐‘… โˆˆ ( R โ€˜๐ด)โˆƒ๐‘ฆ๐‘… โˆˆ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—))๐‘Ž = (( 1s +s ((๐‘ฅ๐‘… -s ๐ด) ยทs ๐‘ฆ๐‘…)) /su ๐‘ฅ๐‘…)})))
2015, 19sseqtrrid 4035 . . . . . . . . . . . 12 ((๐ผ +o ๐‘—) โˆˆ ฯ‰ โ†’ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)) โŠ† (๐‘…โ€˜suc (๐ผ +o ๐‘—)))
2114, 20syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐‘— โˆˆ ฯ‰) โ†’ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)) โŠ† (๐‘…โ€˜suc (๐ผ +o ๐‘—)))
22 nnasuc 8603 . . . . . . . . . . . 12 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐‘— โˆˆ ฯ‰) โ†’ (๐ผ +o suc ๐‘—) = suc (๐ผ +o ๐‘—))
2322fveq2d 6893 . . . . . . . . . . 11 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐‘— โˆˆ ฯ‰) โ†’ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o suc ๐‘—)) = (๐‘…โ€˜suc (๐ผ +o ๐‘—)))
2421, 23sseqtrrd 4023 . . . . . . . . . 10 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐‘— โˆˆ ฯ‰) โ†’ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o suc ๐‘—)))
25 sstr2 3989 . . . . . . . . . 10 ((๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)) โ†’ ((๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o suc ๐‘—)) โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o suc ๐‘—))))
2624, 25syl5com 31 . . . . . . . . 9 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐‘— โˆˆ ฯ‰) โ†’ ((๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)) โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o suc ๐‘—))))
2726expcom 415 . . . . . . . 8 (๐‘— โˆˆ ฯ‰ โ†’ (๐ผ โˆˆ ฯ‰ โ†’ ((๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)) โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o suc ๐‘—)))))
284, 7, 10, 13, 27finds2 7888 . . . . . . 7 (๐‘˜ โˆˆ ฯ‰ โ†’ (๐ผ โˆˆ ฯ‰ โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜))))
2928impcom 409 . . . . . 6 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ฯ‰) โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)))
30 fveq2 6889 . . . . . . 7 ((๐ผ +o ๐‘˜) = ๐ฝ โ†’ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)) = (๐‘…โ€˜๐ฝ))
3130sseq2d 4014 . . . . . 6 ((๐ผ +o ๐‘˜) = ๐ฝ โ†’ ((๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)) โ†” (๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜๐ฝ)))
3229, 31syl5ibcom 244 . . . . 5 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ฯ‰) โ†’ ((๐ผ +o ๐‘˜) = ๐ฝ โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜๐ฝ)))
3332rexlimdva 3156 . . . 4 (๐ผ โˆˆ ฯ‰ โ†’ (โˆƒ๐‘˜ โˆˆ ฯ‰ (๐ผ +o ๐‘˜) = ๐ฝ โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜๐ฝ)))
3433adantr 482 . . 3 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ฝ โˆˆ ฯ‰) โ†’ (โˆƒ๐‘˜ โˆˆ ฯ‰ (๐ผ +o ๐‘˜) = ๐ฝ โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜๐ฝ)))
351, 34sylbid 239 . 2 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ฝ โˆˆ ฯ‰) โ†’ (๐ผ โŠ† ๐ฝ โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜๐ฝ)))
36353impia 1118 1 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ฝ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ผ โŠ† ๐ฝ) โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โŠ† (๐‘…โ€˜๐ฝ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 397   โˆง w3a 1088   = wceq 1542   โˆˆ wcel 2107  {cab 2710  โˆƒwrex 3071  {crab 3433  Vcvv 3475  โฆ‹csb 3893   โˆช cun 3946   โŠ† wss 3948  โˆ…c0 4322  {csn 4628  โŸจcop 4634   class class class wbr 5148   โ†ฆ cmpt 5231   โˆ˜ ccom 5680  suc csuc 6364  โ€˜cfv 6541  (class class class)co 7406  ฯ‰com 7852  1st c1st 7970  2nd c2nd 7971  reccrdg 8406   +o coa 8460   <s cslt 27134   0s c0s 27313   1s c1s 27314   L cleft 27330   R cright 27331   +s cadds 27433   -s csubs 27485   ยทs cmuls 27552   /su cdivs 27625
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pr 5427  ax-un 7722
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-ral 3063  df-rex 3072  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6298  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6493  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-ov 7409  df-oprab 7410  df-mpo 7411  df-om 7853  df-2nd 7973  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8368  df-rdg 8407  df-oadd 8467
This theorem is referenced by:  precsexlem10  27652
  Copyright terms: Public domain W3C validator