Theorem rrx2plord2 47408

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 47406	. . 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 2733	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ {1, 2} = {1, 2}
5		rrx2plord2.r	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑅 = (ℝ ↑m {1, 2})
6	4, 5	rrx2pxel 47397	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑅 → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
7	6	adantr 482	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑅 ∧ 𝑌 ∈ 𝑅) → (𝑋‘1) ∈ ℝ)
8		ltne 11311	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑋‘1) ∈ ℝ ∧ (𝑋‘1) < (𝑌‘1)) → (𝑌‘1) ≠ (𝑋‘1))
9	8	necomd 2997	. . . . . . . . . 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 414	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑅 ∧ 𝑌 ∈ 𝑅) → ((𝑋‘1) < (𝑌‘1) → (𝑋‘1) ≠ (𝑌‘1)))
12		eqneqall 2952	. . . . . . . 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 486	. . . . . 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 856	. . . 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 867	. . . . 5 ⊢ (((𝑋‘1) = (𝑌‘1) ∧ (𝑋‘2) < (𝑌‘2)) → ((𝑋‘1) < (𝑌‘1) ∨ ((𝑋‘1) = (𝑌‘1) ∧ (𝑋‘2) < (𝑌‘2))))
21	20	ex 414	. . . 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 211	. 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 205   ∧ wa 397   ∨ wo 846   ∧ w3a 1088   = wceq 1542   ∈ wcel 2107   ≠ wne 2941  {cpr 4631   class class class wbr 5149  {copab 5211  ‘cfv 6544  (class class class)co 7409   ↑_m cmap 8820  ℝcr 11109  1c1 11111   < clt 11248  2c2 12267

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-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185

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-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-id 5575  df-po 5589  df-so 5590  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-er 8703  df-map 8822  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-ltxr 11253

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