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

Theorem precsexlem7 28027
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 โІ ๐ฝ) โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (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 8632 . . 3 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ฝ โˆˆ ฯ‰) โ†’ (๐ผ โІ ๐ฝ โ†” โˆƒ๐‘˜ โˆˆ ฯ‰ (๐ผ +o ๐‘˜) = ๐ฝ))
2 oveq2 7409 . . . . . . . . . 10 (๐‘˜ = โˆ… โ†’ (๐ผ +o ๐‘˜) = (๐ผ +o โˆ…))
32fveq2d 6885 . . . . . . . . 9 (๐‘˜ = โˆ… โ†’ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)) = (๐‘…โ€˜(๐ผ +o โˆ…)))
43sseq2d 4006 . . . . . . . 8 (๐‘˜ = โˆ… โ†’ ((๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)) โ†” (๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o โˆ…))))
5 oveq2 7409 . . . . . . . . . 10 (๐‘˜ = ๐‘— โ†’ (๐ผ +o ๐‘˜) = (๐ผ +o ๐‘—))
65fveq2d 6885 . . . . . . . . 9 (๐‘˜ = ๐‘— โ†’ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)) = (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)))
76sseq2d 4006 . . . . . . . 8 (๐‘˜ = ๐‘— โ†’ ((๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)) โ†” (๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—))))
8 oveq2 7409 . . . . . . . . . 10 (๐‘˜ = suc ๐‘— โ†’ (๐ผ +o ๐‘˜) = (๐ผ +o suc ๐‘—))
98fveq2d 6885 . . . . . . . . 9 (๐‘˜ = suc ๐‘— โ†’ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)) = (๐‘…โ€˜(๐ผ +o suc ๐‘—)))
109sseq2d 4006 . . . . . . . 8 (๐‘˜ = suc ๐‘— โ†’ ((๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)) โ†” (๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o suc ๐‘—))))
11 nna0 8599 . . . . . . . . . 10 (๐ผ โˆˆ ฯ‰ โ†’ (๐ผ +o โˆ…) = ๐ผ)
1211fveq2d 6885 . . . . . . . . 9 (๐ผ โˆˆ ฯ‰ โ†’ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o โˆ…)) = (๐‘…โ€˜๐ผ))
1312eqimsscd 4031 . . . . . . . 8 (๐ผ โˆˆ ฯ‰ โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o โˆ…)))
14 nnacl 8606 . . . . . . . . . . . 12 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐‘— โˆˆ ฯ‰) โ†’ (๐ผ +o ๐‘—) โˆˆ ฯ‰)
15 ssun1 4164 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)) โІ ((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 28025 . . . . . . . . . . . . 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 4027 . . . . . . . . . . . 12 ((๐ผ +o ๐‘—) โˆˆ ฯ‰ โ†’ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)) โІ (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‘—)) โІ (๐‘…โ€˜suc (๐ผ +o ๐‘—)))
22 nnasuc 8601 . . . . . . . . . . . 12 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐‘— โˆˆ ฯ‰) โ†’ (๐ผ +o suc ๐‘—) = suc (๐ผ +o ๐‘—))
2322fveq2d 6885 . . . . . . . . . . 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 4015 . . . . . . . . . 10 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐‘— โˆˆ ฯ‰) โ†’ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o suc ๐‘—)))
25 sstr2 3981 . . . . . . . . . 10 ((๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)) โ†’ ((๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o suc ๐‘—)) โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o suc ๐‘—))))
2624, 25syl5com 31 . . . . . . . . 9 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐‘— โˆˆ ฯ‰) โ†’ ((๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)) โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o suc ๐‘—))))
2726expcom 413 . . . . . . . 8 (๐‘— โˆˆ ฯ‰ โ†’ (๐ผ โˆˆ ฯ‰ โ†’ ((๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘—)) โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o suc ๐‘—)))))
284, 7, 10, 13, 27finds2 7884 . . . . . . 7 (๐‘˜ โˆˆ ฯ‰ โ†’ (๐ผ โˆˆ ฯ‰ โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜))))
2928impcom 407 . . . . . 6 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ฯ‰) โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)))
30 fveq2 6881 . . . . . . 7 ((๐ผ +o ๐‘˜) = ๐ฝ โ†’ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)) = (๐‘…โ€˜๐ฝ))
3130sseq2d 4006 . . . . . 6 ((๐ผ +o ๐‘˜) = ๐ฝ โ†’ ((๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜(๐ผ +o ๐‘˜)) โ†” (๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (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) โІ (๐‘…โ€˜๐ฝ)))
3332rexlimdva 3147 . . . 4 (๐ผ โˆˆ ฯ‰ โ†’ (โˆƒ๐‘˜ โˆˆ ฯ‰ (๐ผ +o ๐‘˜) = ๐ฝ โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜๐ฝ)))
3433adantr 480 . . 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) โІ (๐‘…โ€˜๐ฝ)))
351, 34sylbid 239 . 2 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ฝ โˆˆ ฯ‰) โ†’ (๐ผ โІ ๐ฝ โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜๐ฝ)))
36353impia 1114 1 ((๐ผ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ฝ โˆˆ ฯ‰ โˆง ๐ผ โІ ๐ฝ) โ†’ (๐‘…โ€˜๐ผ) โІ (๐‘…โ€˜๐ฝ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โˆง wa 395   โˆง w3a 1084   = wceq 1533   โˆˆ wcel 2098  {cab 2701  โˆƒwrex 3062  {crab 3424  Vcvv 3466  โฆ‹csb 3885   โˆช cun 3938   โІ wss 3940  โˆ…c0 4314  {csn 4620  โŸจcop 4626   class class class wbr 5138   โ†ฆ cmpt 5221   โˆ˜ ccom 5670  suc csuc 6356  โ€˜cfv 6533  (class class class)co 7401  ฯ‰com 7848  1st c1st 7966  2nd c2nd 7967  reccrdg 8404   +o coa 8458   <s cslt 27490   0s c0s 27671   1s c1s 27672   L cleft 27688   R cright 27689   +s cadds 27792   -s csubs 27849   ยทs cmuls 27922   /su cdivs 28003
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2695  ax-rep 5275  ax-sep 5289  ax-nul 5296  ax-pr 5417  ax-un 7718
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2526  df-eu 2555  df-clab 2702  df-cleq 2716  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2933  df-ral 3054  df-rex 3063  df-reu 3369  df-rab 3425  df-v 3468  df-sbc 3770  df-csb 3886  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3957  df-pss 3959  df-nul 4315  df-if 4521  df-pw 4596  df-sn 4621  df-pr 4623  df-op 4627  df-uni 4900  df-int 4941  df-iun 4989  df-br 5139  df-opab 5201  df-mpt 5222  df-tr 5256  df-id 5564  df-eprel 5570  df-po 5578  df-so 5579  df-fr 5621  df-we 5623  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6290  df-ord 6357  df-on 6358  df-lim 6359  df-suc 6360  df-iota 6485  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-ov 7404  df-oprab 7405  df-mpo 7406  df-om 7849  df-2nd 7969  df-frecs 8261  df-wrecs 8292  df-recs 8366  df-rdg 8405  df-oadd 8465
This theorem is referenced by:  precsexlem10  28030
  Copyright terms: Public domain W3C validator