Theorem toslublem 33533

Description: Lemma for toslub 33534 and xrsclat 33572. (Contributed by Thierry Arnoux, 17-Feb-2018.) (Revised by NM, 15-Sep-2018.)

Hypotheses

Ref	Expression
toslub.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐾)
toslub.l	⊢ < = (lt‘𝐾)
toslub.1	⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ Toset)
toslub.2	⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝐵)
toslub.e	⊢ ≤ = (le‘𝐾)

Assertion

Ref	Expression
toslublem	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) → ((∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 ∧ ∀𝑐 ∈ 𝐵 (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑐 → 𝑎 ≤ 𝑐)) ↔ (∀𝑏 ∈ 𝐴 ¬ 𝑎 < 𝑏 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝐵 (𝑏 < 𝑎 → ∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑏 < 𝑑))))

Distinct variable groups:   𝑎,𝑏,𝑐,𝑑, <   𝐴,𝑎,𝑏,𝑐,𝑑   𝐵,𝑎,𝑏,𝑐,𝑑   𝐾,𝑎,𝑏,𝑐   𝜑,𝑎,𝑏,𝑐

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑑)   𝐾(𝑑)   ≤ (𝑎, 𝑏, 𝑐, 𝑑)

Proof of Theorem toslublem

Step	Hyp	Ref	Expression
1		toslub.1	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ Toset)
2	1	ad2antrr 739	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) → 𝐾 ∈ Toset)
3		simplr 781	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) → 𝑎 ∈ 𝐵)
4		toslub.2	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝐵)
5	4	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) → 𝐴 ⊆ 𝐵)
6	5	sselda 3931	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) → 𝑏 ∈ 𝐵)
7		toslub.b	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐾)
8		toslub.e	. . . . . 6 ⊢ ≤ = (le‘𝐾)
9		toslub.l	. . . . . 6 ⊢ < = (lt‘𝐾)
10	7, 8, 9	tltnle 18594	. . . . 5 ⊢ ((𝐾 ∈ Toset ∧ 𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝑎 < 𝑏 ↔ ¬ 𝑏 ≤ 𝑎))
11	2, 3, 6, 10	syl3anc 1398	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) → (𝑎 < 𝑏 ↔ ¬ 𝑏 ≤ 𝑎))
12	11	con2bid 357	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) → (𝑏 ≤ 𝑎 ↔ ¬ 𝑎 < 𝑏))
13	12	ralbidva 3184	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 ↔ ∀𝑏 ∈ 𝐴 ¬ 𝑎 < 𝑏))
14	4	ad2antrr 739	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑐 ∈ 𝐵) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) → 𝐴 ⊆ 𝐵)
15		simpr 490	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑐 ∈ 𝐵) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) → 𝑏 ∈ 𝐴)
16	14, 15	sseldd 3932	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑐 ∈ 𝐵) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) → 𝑏 ∈ 𝐵)
17	7, 8, 9	tltnle 18594	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐾 ∈ Toset ∧ 𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝑐 < 𝑏 ↔ ¬ 𝑏 ≤ 𝑐))
18	1, 17	syl3an1 1181	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝑐 < 𝑏 ↔ ¬ 𝑏 ≤ 𝑐))
19	18	3expa 1136	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑐 ∈ 𝐵) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝑐 < 𝑏 ↔ ¬ 𝑏 ≤ 𝑐))
20	19	con2bid 357	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑐 ∈ 𝐵) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝑏 ≤ 𝑐 ↔ ¬ 𝑐 < 𝑏))
21	16, 20	syldan 603	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑐 ∈ 𝐵) ∧ 𝑏 ∈ 𝐴) → (𝑏 ≤ 𝑐 ↔ ¬ 𝑐 < 𝑏))
22	21	ralbidva 3184	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑐 ∈ 𝐵) → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑐 ↔ ∀𝑏 ∈ 𝐴 ¬ 𝑐 < 𝑏))
23		breq2 5107	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑏 = 𝑑 → (𝑐 < 𝑏 ↔ 𝑐 < 𝑑))
24	23	notbid 321	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑏 = 𝑑 → (¬ 𝑐 < 𝑏 ↔ ¬ 𝑐 < 𝑑))
25	24	cbvralvw 3241	. . . . . . . . 9 ⊢ (∀𝑏 ∈ 𝐴 ¬ 𝑐 < 𝑏 ↔ ∀𝑑 ∈ 𝐴 ¬ 𝑐 < 𝑑)
26		ralnex 3089	. . . . . . . . 9 ⊢ (∀𝑑 ∈ 𝐴 ¬ 𝑐 < 𝑑 ↔ ¬ ∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑐 < 𝑑)
27	25, 26	bitri 278	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑏 ∈ 𝐴 ¬ 𝑐 < 𝑏 ↔ ¬ ∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑐 < 𝑑)
28	22, 27	bitrdi 290	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑐 ∈ 𝐵) → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑐 ↔ ¬ ∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑐 < 𝑑))
29	28	adantlr 728	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) ∧ 𝑐 ∈ 𝐵) → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑐 ↔ ¬ ∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑐 < 𝑑))
30	1	ad2antrr 739	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) ∧ 𝑐 ∈ 𝐵) → 𝐾 ∈ Toset)
31		simpr 490	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) ∧ 𝑐 ∈ 𝐵) → 𝑐 ∈ 𝐵)
32		simplr 781	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) ∧ 𝑐 ∈ 𝐵) → 𝑎 ∈ 𝐵)
33	7, 8, 9	tltnle 18594	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐾 ∈ Toset ∧ 𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) → (𝑐 < 𝑎 ↔ ¬ 𝑎 ≤ 𝑐))
34	30, 31, 32, 33	syl3anc 1398	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) ∧ 𝑐 ∈ 𝐵) → (𝑐 < 𝑎 ↔ ¬ 𝑎 ≤ 𝑐))
35	34	con2bid 357	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) ∧ 𝑐 ∈ 𝐵) → (𝑎 ≤ 𝑐 ↔ ¬ 𝑐 < 𝑎))
36	29, 35	imbi12d 347	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) ∧ 𝑐 ∈ 𝐵) → ((∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑐 → 𝑎 ≤ 𝑐) ↔ (¬ ∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑐 < 𝑑 → ¬ 𝑐 < 𝑎)))
37		con34b 319	. . . . 5 ⊢ ((𝑐 < 𝑎 → ∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑐 < 𝑑) ↔ (¬ ∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑐 < 𝑑 → ¬ 𝑐 < 𝑎))
38	36, 37	bitr4di 292	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) ∧ 𝑐 ∈ 𝐵) → ((∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑐 → 𝑎 ≤ 𝑐) ↔ (𝑐 < 𝑎 → ∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑐 < 𝑑)))
39	38	ralbidva 3184	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) → (∀𝑐 ∈ 𝐵 (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑐 → 𝑎 ≤ 𝑐) ↔ ∀𝑐 ∈ 𝐵 (𝑐 < 𝑎 → ∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑐 < 𝑑)))
40		breq1 5106	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 𝑐 → (𝑏 < 𝑎 ↔ 𝑐 < 𝑎))
41		breq1 5106	. . . . . 6 ⊢ (𝑏 = 𝑐 → (𝑏 < 𝑑 ↔ 𝑐 < 𝑑))
42	41	rexbidv 3187	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 𝑐 → (∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑏 < 𝑑 ↔ ∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑐 < 𝑑))
43	40, 42	imbi12d 347	. . . 4 ⊢ (𝑏 = 𝑐 → ((𝑏 < 𝑎 → ∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑏 < 𝑑) ↔ (𝑐 < 𝑎 → ∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑐 < 𝑑)))
44	43	cbvralvw 3241	. . 3 ⊢ (∀𝑏 ∈ 𝐵 (𝑏 < 𝑎 → ∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑏 < 𝑑) ↔ ∀𝑐 ∈ 𝐵 (𝑐 < 𝑎 → ∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑐 < 𝑑))
45	39, 44	bitr4di 292	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) → (∀𝑐 ∈ 𝐵 (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑐 → 𝑎 ≤ 𝑐) ↔ ∀𝑏 ∈ 𝐵 (𝑏 < 𝑎 → ∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑏 < 𝑑)))
46	13, 45	anbi12d 644	1 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) → ((∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 ∧ ∀𝑐 ∈ 𝐵 (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑐 → 𝑎 ≤ 𝑐)) ↔ (∀𝑏 ∈ 𝐴 ¬ 𝑎 < 𝑏 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝐵 (𝑏 < 𝑎 → ∃𝑑 ∈ 𝐴 𝑏 < 𝑑))))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3077  ∃wrex 3087   ⊆ wss 3899   class class class wbr 5103  ‘cfv 6538  Basecbs 17387  lecple 17435  ltcplt 18482  Tosetctos 18588

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-pr 5391

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  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-ral 3078  df-rex 3088  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-nul 4280  df-if 4483  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-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fv 6546  df-proset 18468  df-poset 18487  df-plt 18502  df-toset 18589

This theorem is used by:  toslub  33534  xrsclat  33572