Theorem reclem4pr 10973

Description: Lemma for Proposition 9-3.7(v) of [Gleason] p. 124. (Contributed by NM, 30-Apr-1996.) (New usage is discouraged.)

Hypothesis

Ref	Expression
reclempr.1	⊢ 𝐵 = {𝑥 ∣ ∃𝑦(𝑥 <Q 𝑦 ∧ ¬ (*Q‘𝑦) ∈ 𝐴)}

Assertion

Ref	Expression
reclem4pr	⊢ (𝐴 ∈ P → (𝐴 ·P 𝐵) = 1P)

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐴   𝑥,𝐵

Allowed substitution hint:   𝐵(𝑦)

Proof of Theorem reclem4pr

Dummy variables 𝑧 𝑤 𝑢 𝑓 𝑔 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		reclempr.1	. . . . . . 7 ⊢ 𝐵 = {𝑥 ∣ ∃𝑦(𝑥 <Q 𝑦 ∧ ¬ (*Q‘𝑦) ∈ 𝐴)}
2	1	reclem2pr 10971	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ P → 𝐵 ∈ P)
3		df-mp 10907	. . . . . . 7 ⊢ ·P = (𝑦 ∈ P, 𝑤 ∈ P ↦ {𝑢 ∣ ∃𝑓 ∈ 𝑦 ∃𝑔 ∈ 𝑤 𝑢 = (𝑓 ·Q 𝑔)})
4		mulclnq 10870	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑓 ∈ Q ∧ 𝑔 ∈ Q) → (𝑓 ·Q 𝑔) ∈ Q)
5	3, 4	genpelv 10923	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝐵 ∈ P) → (𝑤 ∈ (𝐴 ·P 𝐵) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐴 ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑤 = (𝑧 ·Q 𝑥)))
6	2, 5	mpdan 688	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ P → (𝑤 ∈ (𝐴 ·P 𝐵) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐴 ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑤 = (𝑧 ·Q 𝑥)))
7	1	eqabri 2878	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐵 ↔ ∃𝑦(𝑥 <Q 𝑦 ∧ ¬ (*Q‘𝑦) ∈ 𝐴))
8		ltrelnq 10849	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ <Q ⊆ (Q × Q)
9	8	brel 5696	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 <Q 𝑦 → (𝑥 ∈ Q ∧ 𝑦 ∈ Q))
10	9	simprd 495	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 <Q 𝑦 → 𝑦 ∈ Q)
11		elprnq 10914	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → 𝑧 ∈ Q)
12		ltmnq 10895	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑧 ∈ Q → (𝑥 <Q 𝑦 ↔ (𝑧 ·Q 𝑥) <Q (𝑧 ·Q 𝑦)))
13	11, 12	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → (𝑥 <Q 𝑦 ↔ (𝑧 ·Q 𝑥) <Q (𝑧 ·Q 𝑦)))
14	13	biimpd 229	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → (𝑥 <Q 𝑦 → (𝑧 ·Q 𝑥) <Q (𝑧 ·Q 𝑦)))
15	14	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ Q) → (𝑥 <Q 𝑦 → (𝑧 ·Q 𝑥) <Q (𝑧 ·Q 𝑦)))
16		recclnq 10889	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑦 ∈ Q → (*Q‘𝑦) ∈ Q)
17		prub 10917	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) ∧ (*Q‘𝑦) ∈ Q) → (¬ (*Q‘𝑦) ∈ 𝐴 → 𝑧 <Q (*Q‘𝑦)))
18	16, 17	sylan2 594	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ Q) → (¬ (*Q‘𝑦) ∈ 𝐴 → 𝑧 <Q (*Q‘𝑦)))
19		ltmnq 10895	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑦 ∈ Q → (𝑧 <Q (*Q‘𝑦) ↔ (𝑦 ·Q 𝑧) <Q (𝑦 ·Q (*Q‘𝑦))))
20		mulcomnq 10876	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑦 ·Q 𝑧) = (𝑧 ·Q 𝑦)
21	20	a1i 11	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑦 ∈ Q → (𝑦 ·Q 𝑧) = (𝑧 ·Q 𝑦))
22		recidnq 10888	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑦 ∈ Q → (𝑦 ·Q (*Q‘𝑦)) = 1Q)
23	21, 22	breq12d 5098	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑦 ∈ Q → ((𝑦 ·Q 𝑧) <Q (𝑦 ·Q (*Q‘𝑦)) ↔ (𝑧 ·Q 𝑦) <Q 1Q))
24	19, 23	bitrd 279	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑦 ∈ Q → (𝑧 <Q (*Q‘𝑦) ↔ (𝑧 ·Q 𝑦) <Q 1Q))
25	24	adantl 481	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ Q) → (𝑧 <Q (*Q‘𝑦) ↔ (𝑧 ·Q 𝑦) <Q 1Q))
26	18, 25	sylibd 239	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ Q) → (¬ (*Q‘𝑦) ∈ 𝐴 → (𝑧 ·Q 𝑦) <Q 1Q))
27	15, 26	anim12d 610	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ Q) → ((𝑥 <Q 𝑦 ∧ ¬ (*Q‘𝑦) ∈ 𝐴) → ((𝑧 ·Q 𝑥) <Q (𝑧 ·Q 𝑦) ∧ (𝑧 ·Q 𝑦) <Q 1Q)))
28		ltsonq 10892	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ <Q Or Q
29	28, 8	sotri 6090	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑧 ·Q 𝑥) <Q (𝑧 ·Q 𝑦) ∧ (𝑧 ·Q 𝑦) <Q 1Q) → (𝑧 ·Q 𝑥) <Q 1Q)
30	27, 29	syl6 35	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ Q) → ((𝑥 <Q 𝑦 ∧ ¬ (*Q‘𝑦) ∈ 𝐴) → (𝑧 ·Q 𝑥) <Q 1Q))
31	30	exp4b 430	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → (𝑦 ∈ Q → (𝑥 <Q 𝑦 → (¬ (*Q‘𝑦) ∈ 𝐴 → (𝑧 ·Q 𝑥) <Q 1Q))))
32	10, 31	syl5 34	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → (𝑥 <Q 𝑦 → (𝑥 <Q 𝑦 → (¬ (*Q‘𝑦) ∈ 𝐴 → (𝑧 ·Q 𝑥) <Q 1Q))))
33	32	pm2.43d 53	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → (𝑥 <Q 𝑦 → (¬ (*Q‘𝑦) ∈ 𝐴 → (𝑧 ·Q 𝑥) <Q 1Q)))
34	33	impd 410	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → ((𝑥 <Q 𝑦 ∧ ¬ (*Q‘𝑦) ∈ 𝐴) → (𝑧 ·Q 𝑥) <Q 1Q))
35	34	exlimdv 1935	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → (∃𝑦(𝑥 <Q 𝑦 ∧ ¬ (*Q‘𝑦) ∈ 𝐴) → (𝑧 ·Q 𝑥) <Q 1Q))
36	7, 35	biimtrid 242	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → (𝑥 ∈ 𝐵 → (𝑧 ·Q 𝑥) <Q 1Q))
37		breq1 5088	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑤 = (𝑧 ·Q 𝑥) → (𝑤 <Q 1Q ↔ (𝑧 ·Q 𝑥) <Q 1Q))
38	37	biimprcd 250	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑧 ·Q 𝑥) <Q 1Q → (𝑤 = (𝑧 ·Q 𝑥) → 𝑤 <Q 1Q))
39	36, 38	syl6 35	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ P ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → (𝑥 ∈ 𝐵 → (𝑤 = (𝑧 ·Q 𝑥) → 𝑤 <Q 1Q)))
40	39	expimpd 453	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ P → ((𝑧 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑤 = (𝑧 ·Q 𝑥) → 𝑤 <Q 1Q)))
41	40	rexlimdvv 3193	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ P → (∃𝑧 ∈ 𝐴 ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑤 = (𝑧 ·Q 𝑥) → 𝑤 <Q 1Q))
42	6, 41	sylbid 240	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ P → (𝑤 ∈ (𝐴 ·P 𝐵) → 𝑤 <Q 1Q))
43		df-1p 10905	. . . . 5 ⊢ 1P = {𝑤 ∣ 𝑤 <Q 1Q}
44	43	eqabri 2878	. . . 4 ⊢ (𝑤 ∈ 1P ↔ 𝑤 <Q 1Q)
45	42, 44	imbitrrdi 252	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ P → (𝑤 ∈ (𝐴 ·P 𝐵) → 𝑤 ∈ 1P))
46	45	ssrdv 3927	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ P → (𝐴 ·P 𝐵) ⊆ 1P)
47	1	reclem3pr 10972	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ P → 1P ⊆ (𝐴 ·P 𝐵))
48	46, 47	eqssd 3939	1 ⊢ (𝐴 ∈ P → (𝐴 ·P 𝐵) = 1P)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1542  ∃wex 1781   ∈ wcel 2114  {cab 2714  ∃wrex 3061   class class class wbr 5085  ‘cfv 6498  (class class class)co 7367  Qcnq 10775  1_Qc1q 10776   ·_Q cmq 10779  *_Qcrq 10780   <_Q cltq 10781  Pcnp 10782  1_Pc1p 10783   ·_P cmp 10785

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689  ax-inf2 9562

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  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 3062  df-rmo 3342  df-reu 3343  df-rab 3390  df-v 3431  df-sbc 3729  df-csb 3838  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3909  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-op 4574  df-uni 4851  df-int 4890  df-iun 4935  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-tr 5193  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6265  df-ord 6326  df-on 6327  df-lim 6328  df-suc 6329  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fn 6501  df-f 6502  df-f1 6503  df-fo 6504  df-f1o 6505  df-fv 6506  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-om 7818  df-1st 7942  df-2nd 7943  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-1o 8405  df-oadd 8409  df-omul 8410  df-er 8643  df-ni 10795  df-pli 10796  df-mi 10797  df-lti 10798  df-plpq 10831  df-mpq 10832  df-ltpq 10833  df-enq 10834  df-nq 10835  df-erq 10836  df-plq 10837  df-mq 10838  df-1nq 10839  df-rq 10840  df-ltnq 10841  df-np 10904  df-1p 10905  df-mp 10907

This theorem is referenced by:  recexpr  10974