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

Theorem sgn3da 15234
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 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ*)
sgn3da.1 ((sgn‘𝐴) = 0 → (𝜓 ↔ 𝜒))
sgn3da.2 ((sgn‘𝐴) = 1 → (𝜓 ↔ 𝜃))
sgn3da.3 ((sgn‘𝐴) = -1 → (𝜓 ↔ 𝜏))
sgn3da.4 ((𝜑 ∧ 𝐴 = 0) → 𝜒)
sgn3da.5 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝜃)
sgn3da.6 ((𝜑 ∧ 𝐴 < 0) → 𝜏)
Assertion
Ref Expression
sgn3da (𝜑 → 𝜓)

Proof of Theorem sgn3da
StepHypRef Expression
1 sgn3da.0 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ*)
2 sgnval 15221 . . . . . . . . 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 2772 . . . . . . 7 (𝜑 → (0 = (sgn‘𝐴) ↔ 0 = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1))))
54pm5.32i 585 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 0 = (sgn‘𝐴)) ↔ (𝜑 ∧ 0 = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1))))
6 sgn3da.1 . . . . . . . . 9 ((sgn‘𝐴) = 0 → (𝜓 ↔ 𝜒))
76eqcoms 2769 . . . . . . . 8 (0 = (sgn‘𝐴) → (𝜓 ↔ 𝜒))
87bicomd 226 . . . . . . 7 (0 = (sgn‘𝐴) → (𝜒 ↔ 𝜓))
98adantl 487 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 0 = (sgn‘𝐴)) → (𝜒 ↔ 𝜓))
105, 9sylbir 238 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 0 = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1))) → (𝜒 ↔ 𝜓))
1110expcom 419 . . . 4 (0 = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1)) → (𝜑 → (𝜒 ↔ 𝜓)))
1211pm5.74d 276 . . 3 (0 = if(𝐴 = 0, 0, if(𝐴 < 0, -1, 1)) → ((𝜑 → 𝜒) ↔ (𝜑 → 𝜓)))
133eqeq2d 2772 . . . . . . 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 585 . . . . . 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 2765 . . . . . . . . 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 2765 . . . . . . . . 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 ((𝜑 ∧ 𝐴 < 0) → 𝜏)
2019adantr 486 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝐴 < 0) ∧ (𝐴 < 0 → 𝜏)) → 𝜏)
21 simp2 1155 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ 𝐴 < 0) ∧ 𝜏 ∧ 𝐴 < 0) → 𝜏)
22213expia 1139 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ 𝐴 < 0) ∧ 𝜏) → (𝐴 < 0 → 𝜏))
2320, 22impbida 813 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝐴 < 0) → ((𝐴 < 0 → 𝜏) ↔ 𝜏))
24 pm3.24 408 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ¬ (𝐴 < 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0)
2524pm2.21i 120 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐴 < 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → 𝜃)
2625adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝐴 < 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0)) → 𝜃)
2726expr 462 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝐴 < 0) → (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃))
28 tbtru 1578 . . . . . . . . . . . . . 14 ((¬ 𝐴 < 0 → 𝜃) ↔ ((¬ 𝐴 < 0 → 𝜃) ↔ ⊤))
2927, 28sylib 221 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝐴 < 0) → ((¬ 𝐴 < 0 → 𝜃) ↔ ⊤))
3023, 29anbi12d 644 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝐴 < 0) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ (𝜏 ∧ ⊤)))
31 ancom 466 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜏 ∧ ⊤) ↔ (⊤ ∧ 𝜏))
32 truan 1581 . . . . . . . . . . . . 13 ((⊤ ∧ 𝜏) ↔ 𝜏)
3331, 32bitri 278 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜏 ∧ ⊤) ↔ 𝜏)
3430, 33bitrdi 290 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝐴 < 0) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜏))
35343adant3 1150 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝐴 < 0 ∧ -1 = (sgn‘𝐴)) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜏))
36 sgn3da.3 . . . . . . . . . . . 12 ((sgn‘𝐴) = -1 → (𝜓 ↔ 𝜏))
3736eqcoms 2769 . . . . . . . . . . 11 (-1 = (sgn‘𝐴) → (𝜓 ↔ 𝜏))
38373ad2ant3 1153 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝐴 < 0 ∧ -1 = (sgn‘𝐴)) → (𝜓 ↔ 𝜏))
3935, 38bitr4d 285 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝐴 < 0 ∧ -1 = (sgn‘𝐴)) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓))
40393expia 1139 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝐴 < 0) → (-1 = (sgn‘𝐴) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓)))
41193adant2 1149 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0 ∧ 𝐴 < 0) → 𝜏)
42413expia 1139 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → (𝐴 < 0 → 𝜏))
43 tbtru 1578 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 < 0 → 𝜏) ↔ ((𝐴 < 0 → 𝜏) ↔ ⊤))
4442, 43sylib 221 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → ((𝐴 < 0 → 𝜏) ↔ ⊤))
45 pm3.35 815 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((¬ 𝐴 < 0 ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) → 𝜃)
4645adantll 727 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) → 𝜃)
47 simp2 1155 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) ∧ 𝜃 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → 𝜃)
48473expia 1139 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) ∧ 𝜃) → (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃))
4946, 48impbida 813 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → ((¬ 𝐴 < 0 → 𝜃) ↔ 𝜃))
5044, 49anbi12d 644 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ (⊤ ∧ 𝜃)))
51 truan 1581 . . . . . . . . . . . 12 ((⊤ ∧ 𝜃) ↔ 𝜃)
5250, 51bitrdi 290 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜃))
53523adant3 1150 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0 ∧ 1 = (sgn‘𝐴)) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜃))
54 sgn3da.2 . . . . . . . . . . . 12 ((sgn‘𝐴) = 1 → (𝜓 ↔ 𝜃))
5554eqcoms 2769 . . . . . . . . . . 11 (1 = (sgn‘𝐴) → (𝜓 ↔ 𝜃))
56553ad2ant3 1153 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0 ∧ 1 = (sgn‘𝐴)) → (𝜓 ↔ 𝜃))
5753, 56bitr4d 285 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0 ∧ 1 = (sgn‘𝐴)) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓))
58573expia 1139 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → (1 = (sgn‘𝐴) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓)))
5916, 18, 40, 58ifbothda 4521 . . . . . . 7 (𝜑 → (if(𝐴 < 0, -1, 1) = (sgn‘𝐴) → (((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)) ↔ 𝜓)))
6059imp 412 . . . . . 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 419 . . . 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))) ↔ (𝜑 → 𝜓)))
64 sgn3da.4 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝐴 = 0) → 𝜒)
6564expcom 419 . . . 4 (𝐴 = 0 → (𝜑 → 𝜒))
6665adantl 487 . . 3 ((⊤ ∧ 𝐴 = 0) → (𝜑 → 𝜒))
6719ex 418 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴 < 0 → 𝜏))
6867adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0) → (𝐴 < 0 → 𝜏))
69 simp1 1154 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → 𝜑)
70 df-ne 2957 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ≠ 0 ↔ ¬ 𝐴 = 0)
71 0xr 11337 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ ℝ*
72 xrlttri2 13252 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 0 ∈ ℝ*) → (𝐴 ≠ 0 ↔ (𝐴 < 0 ∨ 0 < 𝐴)))
731, 71, 72sylancl 598 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐴 ≠ 0 ↔ (𝐴 < 0 ∨ 0 < 𝐴)))
7470, 73bitr3id 288 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (¬ 𝐴 = 0 ↔ (𝐴 < 0 ∨ 0 < 𝐴)))
7574biimpa 482 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0) → (𝐴 < 0 ∨ 0 < 𝐴))
7675ord 878 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0) → (¬ 𝐴 < 0 → 0 < 𝐴))
77763impia 1135 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → 0 < 𝐴)
78 sgn3da.5 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 0 < 𝐴) → 𝜃)
7969, 77, 78syl2anc 596 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0 ∧ ¬ 𝐴 < 0) → 𝜃)
80793expia 1139 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0) → (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃))
8168, 80jca 521 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = 0) → ((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃)))
8281expcom 419 . . . 4 (¬ 𝐴 = 0 → (𝜑 → ((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃))))
8382adantl 487 . . 3 ((⊤ ∧ ¬ 𝐴 = 0) → (𝜑 → ((𝐴 < 0 → 𝜏) ∧ (¬ 𝐴 < 0 → 𝜃))))
8412, 63, 66, 83ifbothda 4521 . 2 (⊤ → (𝜑 → 𝜓))
8584mptru 1577 1 (𝜑 → 𝜓)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   ∧ w3a 1103   = wceq 1570  ⊤wtru 1571   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ifcif 4482   class class class wbr 5103  ‘cfv 6531  0cc0 11181  1c1 11182  ℝ*cxr 11323   < clt 11324  -cneg 11523  sgncsgn 15219
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-i2m1 11249  ax-rnegex 11252  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-id 5546  df-po 5559  df-so 5560  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-ov 7415  df-er 8701  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-neg 11525  df-sgn 15220
This theorem is used by:  sgn0bi  15236  sgnnbi  15237  sgnpbi  15238  sgnsub  15239  sgnmul  15240  sgnsgn  33404
  Copyright terms: Public domain W3C validator