MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  sgn3da Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem sgn3da 15137
Description: A conditional containing a signum is true if it is true in all three possible cases. (Contributed by Thierry Arnoux, 1-Oct-2018.)
Hypotheses
Ref Expression
sgn3da.0 (𝜑𝐴 ∈ ℝ*)
sgn3da.1 ((sgn‘𝐴) = 0 → (𝜓𝜒))
sgn3da.2 ((sgn‘𝐴) = 1 → (𝜓𝜃))
sgn3da.3 ((sgn‘𝐴) = -1 → (𝜓𝜏))
sgn3da.4 ((𝜑𝐴 = 0) → 𝜒)
sgn3da.5 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝜃)
sgn3da.6 ((𝜑𝐴 < 0) → 𝜏)
Assertion
Ref Expression
sgn3da (𝜑𝜓)

Proof of Theorem sgn3da
StepHypRef Expression
1 sgn3da.0 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴 ∈ ℝ*)
2 sgnval 15124 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ* → (sgn‘𝐴) = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1)))
31, 2syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → (sgn‘𝐴) = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1)))
43eqeq2d 2780 . . . . . . 7 (𝜑 → (0 = (sgn‘𝐴) ↔ 0 = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1))))
54pm5.32i 584 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 0 = (sgn‘𝐴)) ↔ (𝜑 ∧ 0 = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1))))
6 sgn3da.1 . . . . . . . . 9 ((sgn‘𝐴) = 0 → (𝜓𝜒))
76eqcoms 2777 . . . . . . . 8 (0 = (sgn‘𝐴) → (𝜓𝜒))
87bicomd 226 . . . . . . 7 (0 = (sgn‘𝐴) → (𝜒𝜓))
98adantl 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 0 = (sgn‘𝐴)) → (𝜒𝜓))
105, 9sylbir 238 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1))) → (𝜒𝜓))
1110expcom 418 . . . 4 (0 = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1)) → (𝜑 → (𝜒𝜓)))
1211pm5.74d 276 . . 3 (0 = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1)) → ((𝜑𝜒) ↔ (𝜑𝜓)))
133eqeq2d 2780 . . . . . . 7 (𝜑 → (if(𝐴 < 0, -1, 1) = (sgn‘𝐴) ↔ if(𝐴 < 0, -1, 1) = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1))))
1413pm5.32i 584 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ if(𝐴 < 0, -1, 1) = (sgn‘𝐴)) ↔ (𝜑 ∧ if(𝐴 < 0, -1, 1) = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1))))
15 eqeq1 2773 . . . . . . . . 9 (-1 = if(𝐴 < 0, -1, 1) → (-1 = (sgn‘𝐴) ↔ if(𝐴 < 0, -1, 1) = (sgn‘𝐴)))
1615imbi1d 344 . . . . . . . 8 (-1 = if(𝐴 < 0, -1, 1) → ((-1 = (sgn‘𝐴) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓)) ↔ (if(𝐴 < 0, -1, 1) = (sgn‘𝐴) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓))))
17 eqeq1 2773 . . . . . . . . 9 (1 = if(𝐴 < 0, -1, 1) → (1 = (sgn‘𝐴) ↔ if(𝐴 < 0, -1, 1) = (sgn‘𝐴)))
1817imbi1d 344 . . . . . . . 8 (1 = if(𝐴 < 0, -1, 1) → ((1 = (sgn‘𝐴) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓)) ↔ (if(𝐴 < 0, -1, 1) = (sgn‘𝐴) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓))))
19 sgn3da.6 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝐴 < 0) → 𝜏)
2019adantr 485 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝐴 < 0) ∧ (𝐴 < 0 → 𝜏)) → 𝜏)
21 simp2 1153 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝐴 < 0) ∧ 𝜏𝐴 < 0) → 𝜏)
22213expia 1137 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝐴 < 0) ∧ 𝜏) → (𝐴 < 0 → 𝜏))
2320, 22impbida 812 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝐴 < 0) → ((𝐴 < 0 → 𝜏) ↔ 𝜏))
24 pm3.24 407 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ¬ (𝐴 < 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0)
2524pm2.21i 120 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐴 < 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → 𝜃)
2625adantl 486 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝐴 < 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0)) → 𝜃)
2726expr 461 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝐴 < 0) → (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃))
28 tbtru 1575 . . . . . . . . . . . . . 14 ((¬ 𝐴 < 0 → 𝜃) ↔ ((¬ 𝐴 < 0 → 𝜃) ↔ ⊤))
2927, 28sylib 221 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝐴 < 0) → ((¬ 𝐴 < 0 → 𝜃) ↔ ⊤))
3023, 29anbi12d 643 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝐴 < 0) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ (𝜏 ∧ ⊤)))
31 ancom 465 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜏 ∧ ⊤) ↔ (⊤ ∧ 𝜏))
32 truan 1578 . . . . . . . . . . . . 13 ((⊤ ∧ 𝜏) ↔ 𝜏)
3331, 32bitri 278 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜏 ∧ ⊤) ↔ 𝜏)
3430, 33bitrdi 290 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝐴 < 0) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜏))
35343adant3 1148 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐴 < 0 ∧ -1 = (sgn‘𝐴)) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜏))
36 sgn3da.3 . . . . . . . . . . . 12 ((sgn‘𝐴) = -1 → (𝜓𝜏))
3736eqcoms 2777 . . . . . . . . . . 11 (-1 = (sgn‘𝐴) → (𝜓𝜏))
38373ad2ant3 1151 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐴 < 0 ∧ -1 = (sgn‘𝐴)) → (𝜓𝜏))
3935, 38bitr4d 285 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝐴 < 0 ∧ -1 = (sgn‘𝐴)) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓))
40393expia 1137 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐴 < 0) → (-1 = (sgn‘𝐴) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓)))
41193adant2 1147 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0 ∧ 𝐴 < 0) → 𝜏)
42413expia 1137 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → (𝐴 < 0 → 𝜏))
43 tbtru 1575 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 < 0 → 𝜏) ↔ ((𝐴 < 0 → 𝜏) ↔ ⊤))
4442, 43sylib 221 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → ((𝐴 < 0 → 𝜏) ↔ ⊤))
45 pm3.35 814 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((¬ 𝐴 < 0 ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) → 𝜃)
4645adantll 726 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) → 𝜃)
47 simp2 1153 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) ∧ 𝜃 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → 𝜃)
48473expia 1137 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) ∧ 𝜃) → (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃))
4946, 48impbida 812 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → ((¬ 𝐴 < 0 → 𝜃) ↔ 𝜃))
5044, 49anbi12d 643 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ (⊤ ∧ 𝜃)))
51 truan 1578 . . . . . . . . . . . 12 ((⊤ ∧ 𝜃) ↔ 𝜃)
5250, 51bitrdi 290 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜃))
53523adant3 1148 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0 ∧ 1 = (sgn‘𝐴)) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜃))
54 sgn3da.2 . . . . . . . . . . . 12 ((sgn‘𝐴) = 1 → (𝜓𝜃))
5554eqcoms 2777 . . . . . . . . . . 11 (1 = (sgn‘𝐴) → (𝜓𝜃))
56553ad2ant3 1151 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0 ∧ 1 = (sgn‘𝐴)) → (𝜓𝜃))
5753, 56bitr4d 285 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0 ∧ 1 = (sgn‘𝐴)) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓))
58573expia 1137 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → (1 = (sgn‘𝐴) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓)))
5916, 18, 40, 58ifbothda 4531 . . . . . . 7 (𝜑 → (if(𝐴 < 0, -1, 1) = (sgn‘𝐴) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓)))
6059imp 411 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ if(𝐴 < 0, -1, 1) = (sgn‘𝐴)) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓))
6114, 60sylbir 238 . . . . 5 ((𝜑 ∧ if(𝐴 < 0, -1, 1) = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1))) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓))
6261expcom 418 . . . 4 (if(𝐴 < 0, -1, 1) = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1)) → (𝜑 → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓)))
6362pm5.74d 276 . . 3 (if(𝐴 < 0, -1, 1) = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1)) → ((𝜑 → ((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃))) ↔ (𝜑𝜓)))
64 sgn3da.4 . . . . 5 ((𝜑𝐴 = 0) → 𝜒)
6564expcom 418 . . . 4 (𝐴 = 0 → (𝜑𝜒))
6665adantl 486 . . 3 ((⊤ ∧ 𝐴 = 0) → (𝜑𝜒))
6719ex 417 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴 < 0 → 𝜏))
6867adantr 485 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0) → (𝐴 < 0 → 𝜏))
69 simp1 1152 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → 𝜑)
70 df-ne 2965 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ≠ 0 ↔ ¬ 𝐴 = 0)
71 0xr 11255 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ ℝ*
72 xrlttri2 13166 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 0 ∈ ℝ*) → (𝐴 ≠ 0 ↔ (𝐴 < 0 ∨ 0 < 𝐴)))
731, 71, 72sylancl 597 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐴 ≠ 0 ↔ (𝐴 < 0 ∨ 0 < 𝐴)))
7470, 73bitr3id 288 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (¬ 𝐴 = 0 ↔ (𝐴 < 0 ∨ 0 < 𝐴)))
7574biimpa 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0) → (𝐴 < 0 ∨ 0 < 𝐴))
7675ord 877 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0) → (¬ 𝐴 < 0 → 0 < 𝐴))
77763impia 1133 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → 0 < 𝐴)
78 sgn3da.5 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝜃)
7969, 77, 78syl2anc 595 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → 𝜃)
80793expia 1137 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0) → (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃))
8168, 80jca 520 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0) → ((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)))
8281expcom 418 . . . 4 𝐴 = 0 → (𝜑 → ((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃))))
8382adantl 486 . . 3 ((⊤ ∧ ¬ 𝐴 = 0) → (𝜑 → ((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃))))
8412, 63, 66, 83ifbothda 4531 . 2 (⊤ → (𝜑𝜓))
8584mptru 1574 1 (𝜑𝜓)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 209  wa 400  wo 860  w3a 1101   = wceq 1567  wtru 1568  wcel 2149  wne 2964  ifcif 4492   class class class wbr 5113  cfv 6537  0cc0 11099  1c1 11100  *cxr 11241   < clt 11242  -cneg 11441  sgncsgn 15122
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-sep 5261  ax-nul 5271  ax-pow 5337  ax-pr 5405  ax-un 7733  ax-cnex 11155  ax-resscn 11156  ax-1cn 11157  ax-icn 11158  ax-addcl 11159  ax-addrcl 11160  ax-mulcl 11161  ax-i2m1 11167  ax-rnegex 11170  ax-cnre 11172  ax-pre-lttri 11173  ax-pre-lttrn 11174
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4877  df-br 5114  df-opab 5178  df-mpt 5197  df-id 5557  df-po 5570  df-so 5571  df-xp 5668  df-rel 5669  df-cnv 5670  df-co 5671  df-dm 5672  df-rn 5673  df-res 5674  df-ima 5675  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-ov 7414  df-er 8693  df-en 8943  df-dom 8944  df-sdom 8945  df-pnf 11244  df-mnf 11245  df-xr 11246  df-ltxr 11247  df-neg 11443  df-sgn 15123
This theorem is referenced by:  sgn0bi  15139  sgnnbi  15140  sgnpbi  15141  sgnsub  15142  sgnmul  15143  sgnsgn  33115
  Copyright terms: Public domain W3C validator