Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  sgn3da Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem sgn3da 33571
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 15035 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ ℝ* → (sgn‘𝐴) = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1)))
31, 2syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (sgn‘𝐴) = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1)))
43eqeq2d 2744 . . . . . . 7 (𝜑 → (0 = (sgn‘𝐴) ↔ 0 = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1))))
54pm5.32i 576 . . . . . 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 2741 . . . . . . . 8 (0 = (sgn‘𝐴) → (𝜓𝜒))
87bicomd 222 . . . . . . 7 (0 = (sgn‘𝐴) → (𝜒𝜓))
98adantl 483 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 0 = (sgn‘𝐴)) → (𝜒𝜓))
105, 9sylbir 234 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1))) → (𝜒𝜓))
1110expcom 415 . . . 4 (0 = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1)) → (𝜑 → (𝜒𝜓)))
1211pm5.74d 273 . . 3 (0 = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1)) → ((𝜑𝜒) ↔ (𝜑𝜓)))
133eqeq2d 2744 . . . . . . 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 576 . . . . . 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 2737 . . . . . . . . 9 (-1 = if(𝐴 < 0, -1, 1) → (-1 = (sgn‘𝐴) ↔ if(𝐴 < 0, -1, 1) = (sgn‘𝐴)))
1615imbi1d 342 . . . . . . . 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 2737 . . . . . . . . 9 (1 = if(𝐴 < 0, -1, 1) → (1 = (sgn‘𝐴) ↔ if(𝐴 < 0, -1, 1) = (sgn‘𝐴)))
1817imbi1d 342 . . . . . . . 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 482 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝐴 < 0) ∧ (𝐴 < 0 → 𝜏)) → 𝜏)
21 simp2 1138 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝐴 < 0) ∧ 𝜏𝐴 < 0) → 𝜏)
22213expia 1122 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑𝐴 < 0) ∧ 𝜏) → (𝐴 < 0 → 𝜏))
2320, 22impbida 800 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝐴 < 0) → ((𝐴 < 0 → 𝜏) ↔ 𝜏))
24 pm3.24 404 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ¬ (𝐴 < 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0)
2524pm2.21i 119 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐴 < 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → 𝜃)
2625adantl 483 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝐴 < 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0)) → 𝜃)
2726expr 458 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝐴 < 0) → (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃))
28 tbtru 1550 . . . . . . . . . . . . . 14 ((¬ 𝐴 < 0 → 𝜃) ↔ ((¬ 𝐴 < 0 → 𝜃) ↔ ⊤))
2927, 28sylib 217 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝐴 < 0) → ((¬ 𝐴 < 0 → 𝜃) ↔ ⊤))
3023, 29anbi12d 632 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝐴 < 0) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ (𝜏 ∧ ⊤)))
31 ancom 462 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜏 ∧ ⊤) ↔ (⊤ ∧ 𝜏))
32 truan 1553 . . . . . . . . . . . . 13 ((⊤ ∧ 𝜏) ↔ 𝜏)
3331, 32bitri 275 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜏 ∧ ⊤) ↔ 𝜏)
3430, 33bitrdi 287 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝐴 < 0) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜏))
35343adant3 1133 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐴 < 0 ∧ -1 = (sgn‘𝐴)) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜏))
36 sgn3da.3 . . . . . . . . . . . 12 ((sgn‘𝐴) = -1 → (𝜓𝜏))
3736eqcoms 2741 . . . . . . . . . . 11 (-1 = (sgn‘𝐴) → (𝜓𝜏))
38373ad2ant3 1136 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝐴 < 0 ∧ -1 = (sgn‘𝐴)) → (𝜓𝜏))
3935, 38bitr4d 282 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝐴 < 0 ∧ -1 = (sgn‘𝐴)) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓))
40393expia 1122 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐴 < 0) → (-1 = (sgn‘𝐴) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓)))
41193adant2 1132 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0 ∧ 𝐴 < 0) → 𝜏)
42413expia 1122 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → (𝐴 < 0 → 𝜏))
43 tbtru 1550 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 < 0 → 𝜏) ↔ ((𝐴 < 0 → 𝜏) ↔ ⊤))
4442, 43sylib 217 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → ((𝐴 < 0 → 𝜏) ↔ ⊤))
45 pm3.35 802 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((¬ 𝐴 < 0 ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) → 𝜃)
4645adantll 713 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) → 𝜃)
47 simp2 1138 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) ∧ 𝜃 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → 𝜃)
48473expia 1122 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) ∧ 𝜃) → (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃))
4946, 48impbida 800 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → ((¬ 𝐴 < 0 → 𝜃) ↔ 𝜃))
5044, 49anbi12d 632 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ (⊤ ∧ 𝜃)))
51 truan 1553 . . . . . . . . . . . 12 ((⊤ ∧ 𝜃) ↔ 𝜃)
5250, 51bitrdi 287 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜃))
53523adant3 1133 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0 ∧ 1 = (sgn‘𝐴)) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜃))
54 sgn3da.2 . . . . . . . . . . . 12 ((sgn‘𝐴) = 1 → (𝜓𝜃))
5554eqcoms 2741 . . . . . . . . . . 11 (1 = (sgn‘𝐴) → (𝜓𝜃))
56553ad2ant3 1136 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0 ∧ 1 = (sgn‘𝐴)) → (𝜓𝜃))
5753, 56bitr4d 282 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0 ∧ 1 = (sgn‘𝐴)) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓))
58573expia 1122 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → (1 = (sgn‘𝐴) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓)))
5916, 18, 40, 58ifbothda 4567 . . . . . . 7 (𝜑 → (if(𝐴 < 0, -1, 1) = (sgn‘𝐴) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓)))
6059imp 408 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ if(𝐴 < 0, -1, 1) = (sgn‘𝐴)) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓))
6114, 60sylbir 234 . . . . 5 ((𝜑 ∧ if(𝐴 < 0, -1, 1) = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1))) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓))
6261expcom 415 . . . 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 273 . . 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 415 . . . 4 (𝐴 = 0 → (𝜑𝜒))
6665adantl 483 . . 3 ((⊤ ∧ 𝐴 = 0) → (𝜑𝜒))
6719ex 414 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴 < 0 → 𝜏))
6867adantr 482 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0) → (𝐴 < 0 → 𝜏))
69 simp1 1137 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → 𝜑)
70 df-ne 2942 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ≠ 0 ↔ ¬ 𝐴 = 0)
71 0xr 11261 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ ℝ*
72 xrlttri2 13121 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 0 ∈ ℝ*) → (𝐴 ≠ 0 ↔ (𝐴 < 0 ∨ 0 < 𝐴)))
731, 71, 72sylancl 587 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐴 ≠ 0 ↔ (𝐴 < 0 ∨ 0 < 𝐴)))
7470, 73bitr3id 285 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (¬ 𝐴 = 0 ↔ (𝐴 < 0 ∨ 0 < 𝐴)))
7574biimpa 478 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0) → (𝐴 < 0 ∨ 0 < 𝐴))
7675ord 863 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0) → (¬ 𝐴 < 0 → 0 < 𝐴))
77763impia 1118 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → 0 < 𝐴)
78 sgn3da.5 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝜃)
7969, 77, 78syl2anc 585 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → 𝜃)
80793expia 1122 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0) → (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃))
8168, 80jca 513 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0) → ((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)))
8281expcom 415 . . . 4 𝐴 = 0 → (𝜑 → ((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃))))
8382adantl 483 . . 3 ((⊤ ∧ ¬ 𝐴 = 0) → (𝜑 → ((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃))))
8412, 63, 66, 83ifbothda 4567 . 2 (⊤ → (𝜑𝜓))
8584mptru 1549 1 (𝜑𝜓)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 205  wa 397  wo 846  w3a 1088   = wceq 1542  wtru 1543  wcel 2107  wne 2941  ifcif 4529   class class class wbr 5149  cfv 6544  0cc0 11110  1c1 11111  *cxr 11247   < clt 11248  -cneg 11445  sgncsgn 15033
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-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-i2m1 11178  ax-rnegex 11181  ax-cnre 11183  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-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-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-neg 11447  df-sgn 15034
This theorem is referenced by:  sgnmul  33572  sgnsub  33574  sgnnbi  33575  sgnpbi  33576  sgn0bi  33577  sgnsgn  33578
  Copyright terms: Public domain W3C validator