Theorem rrx2plord2 49218

Description: The lexicographical ordering for points in the two dimensional Euclidean plane: if the first coordinates of two points are equal, a point is less than another point iff the second coordinate of the point is less than the second coordinate of the other point. (Contributed by AV, 12-Mar-2023.)

Hypotheses

Ref	Expression
rrx2plord.o	⊢ 𝑂 = {⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ((𝑥 ∈ 𝑅 ∧ 𝑦 ∈ 𝑅) ∧ ((𝑥‘1) < (𝑦‘1) ∨ ((𝑥‘1) = (𝑦‘1) ∧ (𝑥‘2) < (𝑦‘2))))}
rrx2plord2.r	⊢ 𝑅 = (ℝ ↑m {1, 2})

Assertion

Ref	Expression
rrx2plord2	⊢ ((𝑋 ∈ 𝑅 ∧ 𝑌 ∈ 𝑅 ∧ (𝑋‘1) = (𝑌‘1)) → (𝑋𝑂𝑌 ↔ (𝑋‘2) < (𝑌‘2)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑅,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦   𝑥,𝑌,𝑦

Allowed substitution hints:   𝑂(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem rrx2plord2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		rrx2plord.o	. . . 4 ⊢ 𝑂 = {⟨𝑥, 𝑦⟩ ∣ ((𝑥 ∈ 𝑅 ∧ 𝑦 ∈ 𝑅) ∧ ((𝑥‘1) < (𝑦‘1) ∨ ((𝑥‘1) = (𝑦‘1) ∧ (𝑥‘2) < (𝑦‘2))))}
2	1	rrx2plord 49216	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑅 ∧ 𝑌 ∈ 𝑅) → (𝑋𝑂𝑌 ↔ ((𝑋‘1) < (𝑌‘1) ∨ ((𝑋‘1) = (𝑌‘1) ∧ (𝑋‘2) < (𝑌‘2)))))
3	2	3adant3 1133	. 2 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑅 ∧ 𝑌 ∈ 𝑅 ∧ (𝑋‘1) = (𝑌‘1)) → (𝑋𝑂𝑌 ↔ ((𝑋‘1) < (𝑌‘1) ∨ ((𝑋‘1) = (𝑌‘1) ∧ (𝑋‘2) < (𝑌‘2)))))
4		eqid 2737	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ {1, 2} = {1, 2}
5		rrx2plord2.r	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑅 = (ℝ ↑m {1, 2})
6	4, 5	rrx2pxel 49207	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑅 → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
7	6	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑅 ∧ 𝑌 ∈ 𝑅) → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
8		ltne 11240	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑋‘1) ∈ ℝ ∧ (𝑋‘1) < (𝑌‘1)) → (𝑌‘1) ≠ (𝑋‘1))
9	8	necomd 2988	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑋‘1) ∈ ℝ ∧ (𝑋‘1) < (𝑌‘1)) → (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1))
10	7, 9	sylan 581	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑅 ∧ 𝑌 ∈ 𝑅) ∧ (𝑋‘1) < (𝑌‘1)) → (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1))
11	10	ex 412	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑅 ∧ 𝑌 ∈ 𝑅) → ((𝑋‘1) < (𝑌‘1) → (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)))
12		eqneqall 2944	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑋‘1) = (𝑌‘1) → ((𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1) → (𝑋‘2) < (𝑌‘2)))
13	11, 12	syl9 77	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑅 ∧ 𝑌 ∈ 𝑅) → ((𝑋‘1) = (𝑌‘1) → ((𝑋‘1) < (𝑌‘1) → (𝑋‘2) < (𝑌‘2))))
14	13	3impia 1118	. . . . . 6 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑅 ∧ 𝑌 ∈ 𝑅 ∧ (𝑋‘1) = (𝑌‘1)) → ((𝑋‘1) < (𝑌‘1) → (𝑋‘2) < (𝑌‘2)))
15	14	com12 32	. . . . 5 ⊢ ((𝑋‘1) < (𝑌‘1) → ((𝑋 ∈ 𝑅 ∧ 𝑌 ∈ 𝑅 ∧ (𝑋‘1) = (𝑌‘1)) → (𝑋‘2) < (𝑌‘2)))
16		simpr 484	. . . . . 6 ⊢ (((𝑋‘1) = (𝑌‘1) ∧ (𝑋‘2) < (𝑌‘2)) → (𝑋‘2) < (𝑌‘2))
17	16	a1d 25	. . . . 5 ⊢ (((𝑋‘1) = (𝑌‘1) ∧ (𝑋‘2) < (𝑌‘2)) → ((𝑋 ∈ 𝑅 ∧ 𝑌 ∈ 𝑅 ∧ (𝑋‘1) = (𝑌‘1)) → (𝑋‘2) < (𝑌‘2)))
18	15, 17	jaoi 858	. . . 4 ⊢ (((𝑋‘1) < (𝑌‘1) ∨ ((𝑋‘1) = (𝑌‘1) ∧ (𝑋‘2) < (𝑌‘2))) → ((𝑋 ∈ 𝑅 ∧ 𝑌 ∈ 𝑅 ∧ (𝑋‘1) = (𝑌‘1)) → (𝑋‘2) < (𝑌‘2)))
19	18	com12 32	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑅 ∧ 𝑌 ∈ 𝑅 ∧ (𝑋‘1) = (𝑌‘1)) → (((𝑋‘1) < (𝑌‘1) ∨ ((𝑋‘1) = (𝑌‘1) ∧ (𝑋‘2) < (𝑌‘2))) → (𝑋‘2) < (𝑌‘2)))
20		olc 869	. . . . 5 ⊢ (((𝑋‘1) = (𝑌‘1) ∧ (𝑋‘2) < (𝑌‘2)) → ((𝑋‘1) < (𝑌‘1) ∨ ((𝑋‘1) = (𝑌‘1) ∧ (𝑋‘2) < (𝑌‘2))))
21	20	ex 412	. . . 4 ⊢ ((𝑋‘1) = (𝑌‘1) → ((𝑋‘2) < (𝑌‘2) → ((𝑋‘1) < (𝑌‘1) ∨ ((𝑋‘1) = (𝑌‘1) ∧ (𝑋‘2) < (𝑌‘2)))))
22	21	3ad2ant3 1136	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑅 ∧ 𝑌 ∈ 𝑅 ∧ (𝑋‘1) = (𝑌‘1)) → ((𝑋‘2) < (𝑌‘2) → ((𝑋‘1) < (𝑌‘1) ∨ ((𝑋‘1) = (𝑌‘1) ∧ (𝑋‘2) < (𝑌‘2)))))
23	19, 22	impbid 212	. 2 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑅 ∧ 𝑌 ∈ 𝑅 ∧ (𝑋‘1) = (𝑌‘1)) → (((𝑋‘1) < (𝑌‘1) ∨ ((𝑋‘1) = (𝑌‘1) ∧ (𝑋‘2) < (𝑌‘2))) ↔ (𝑋‘2) < (𝑌‘2)))
24	3, 23	bitrd 279	1 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑅 ∧ 𝑌 ∈ 𝑅 ∧ (𝑋‘1) = (𝑌‘1)) → (𝑋𝑂𝑌 ↔ (𝑋‘2) < (𝑌‘2)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∨ wo 848   ∧ w3a 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2933  {cpr 4570   class class class wbr 5086  {copab 5148  ‘cfv 6496  (class class class)co 7364   ↑_m cmap 8770  ℝcr 11034  1c1 11036   < clt 11176  2c2 12233

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 2709  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5306  ax-pr 5374  ax-un 7686  ax-resscn 11092  ax-1cn 11093  ax-pre-lttri 11109  ax-pre-lttrn 11110

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 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-op 4575  df-uni 4852  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-id 5523  df-po 5536  df-so 5537  df-xp 5634  df-rel 5635  df-cnv 5636  df-co 5637  df-dm 5638  df-rn 5639  df-res 5640  df-ima 5641  df-iota 6452  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-ov 7367  df-oprab 7368  df-mpo 7369  df-1st 7939  df-2nd 7940  df-er 8640  df-map 8772  df-en 8891  df-dom 8892  df-sdom 8893  df-pnf 11178  df-mnf 11179  df-ltxr 11181

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