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Theorem xrsdsreclblem 20644

Description: Lemma for xrsdsreclb 20645. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Sep-2015.)

**Hypothesis**
Ref	Expression
xrsds.d	⊢ 𝐷 = (dist‘ℝ^*_𝑠)

**Assertion**
Ref	Expression
xrsdsreclblem	⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ)))

**Proof of Theorem xrsdsreclblem**
Step	Hyp	Ref	Expression
1		necom 2997	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ≠ 𝐵 ↔ 𝐵 ≠ 𝐴)
2		xrleltne 12879	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → (𝐴 < 𝐵 ↔ 𝐵 ≠ 𝐴))
3		mnfxr 11032	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ -∞ ∈ ℝ^*
4	3	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → -∞ ∈ ℝ^*)
5		simpl1 1190	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → 𝐴 ∈ ℝ^*)
6		simpl2 1191	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → 𝐵 ∈ ℝ^*)
7		pnfnre 11016	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ +∞ ∉ ℝ
8	7	neli 3051	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ¬ +∞ ∈ ℝ
9		mnfle 12870	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ^* → -∞ ≤ 𝐴)
10	5, 9	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → -∞ ≤ 𝐴)
11		simpl3 1192	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → 𝐴 < 𝐵)
12	4, 5, 6, 10, 11	xrlelttrd 12894	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → -∞ < 𝐵)
13		xrltne 12897	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((-∞ ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ -∞ < 𝐵) → 𝐵 ≠ -∞)
14	4, 6, 12, 13	syl3anc 1370	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → 𝐵 ≠ -∞)
15		xaddpnf1 12960	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ≠ -∞) → (𝐵 +_𝑒 +∞) = +∞)
16	6, 14, 15	syl2anc 584	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (𝐵 +_𝑒 +∞) = +∞)
17	16	eleq1d 2823	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → ((𝐵 +_𝑒 +∞) ∈ ℝ ↔ +∞ ∈ ℝ))
18	8, 17	mtbiri 327	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → ¬ (𝐵 +_𝑒 +∞) ∈ ℝ)
19		ngtmnft 12900	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ^* → (𝐴 = -∞ ↔ ¬ -∞ < 𝐴))
20	5, 19	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (𝐴 = -∞ ↔ ¬ -∞ < 𝐴))
21		simpr 485	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ)
22		xnegeq 12941	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐴 = -∞ → -_𝑒𝐴 = -_𝑒-∞)
23		xnegmnf 12944	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ -_𝑒-∞ = +∞
24	22, 23	eqtrdi 2794	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐴 = -∞ → -_𝑒𝐴 = +∞)
25	24	oveq2d 7291	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐴 = -∞ → (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) = (𝐵 +_𝑒 +∞))
26	25	eleq1d 2823	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐴 = -∞ → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ ↔ (𝐵 +_𝑒 +∞) ∈ ℝ))
27	21, 26	syl5ibcom 244	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (𝐴 = -∞ → (𝐵 +_𝑒 +∞) ∈ ℝ))
28	20, 27	sylbird 259	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (¬ -∞ < 𝐴 → (𝐵 +_𝑒 +∞) ∈ ℝ))
29	18, 28	mt3d 148	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → -∞ < 𝐴)
30		xrre2 12904	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((-∞ ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^*) ∧ (-∞ < 𝐴 ∧ 𝐴 < 𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ)
31	4, 5, 6, 29, 11, 30	syl32anc 1377	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → 𝐴 ∈ ℝ)
32		pnfxr 11029	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ +∞ ∈ ℝ^*
33	32	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → +∞ ∈ ℝ^*)
34	5	xnegcld 13034	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → -_𝑒𝐴 ∈ ℝ^*)
35		xnegpnf 12943	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ -_𝑒+∞ = -∞
36		pnfge 12866	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ^* → 𝐵 ≤ +∞)
37	6, 36	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → 𝐵 ≤ +∞)
38	5, 6, 33, 11, 37	xrltletrd 12895	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → 𝐴 < +∞)
39		xltnegi 12950	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ +∞ ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < +∞) → -_𝑒+∞ < -_𝑒𝐴)
40	5, 33, 38, 39	syl3anc 1370	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → -_𝑒+∞ < -_𝑒𝐴)
41	35, 40	eqbrtrrid 5110	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → -∞ < -_𝑒𝐴)
42		xrltne 12897	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((-∞ ∈ ℝ^* ∧ -_𝑒𝐴 ∈ ℝ^* ∧ -∞ < -_𝑒𝐴) → -_𝑒𝐴 ≠ -∞)
43	4, 34, 41, 42	syl3anc 1370	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → -_𝑒𝐴 ≠ -∞)
44		xaddpnf2 12961	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((-_𝑒𝐴 ∈ ℝ^* ∧ -_𝑒𝐴 ≠ -∞) → (+∞ +_𝑒 -_𝑒𝐴) = +∞)
45	34, 43, 44	syl2anc 584	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (+∞ +_𝑒 -_𝑒𝐴) = +∞)
46	45	eleq1d 2823	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → ((+∞ +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ ↔ +∞ ∈ ℝ))
47	8, 46	mtbiri 327	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → ¬ (+∞ +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ)
48		nltpnft 12898	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ^* → (𝐵 = +∞ ↔ ¬ 𝐵 < +∞))
49	6, 48	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (𝐵 = +∞ ↔ ¬ 𝐵 < +∞))
50		oveq1 7282	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐵 = +∞ → (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) = (+∞ +_𝑒 -_𝑒𝐴))
51	50	eleq1d 2823	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐵 = +∞ → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ ↔ (+∞ +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ))
52	21, 51	syl5ibcom 244	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (𝐵 = +∞ → (+∞ +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ))
53	49, 52	sylbird 259	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (¬ 𝐵 < +∞ → (+∞ +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ))
54	47, 53	mt3d 148	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → 𝐵 < +∞)
55		xrre2 12904	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ +∞ ∈ ℝ^*) ∧ (𝐴 < 𝐵 ∧ 𝐵 < +∞)) → 𝐵 ∈ ℝ)
56	5, 6, 33, 11, 54, 55	syl32anc 1377	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → 𝐵 ∈ ℝ)
57	31, 56	jca 512	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
58	57	ex 413	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ)))
59	58	3expia 1120	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^*) → (𝐴 < 𝐵 → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))))
60	59	3adant3 1131	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → (𝐴 < 𝐵 → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))))
61	2, 60	sylbird 259	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → (𝐵 ≠ 𝐴 → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))))
62	1, 61	syl5bi 241	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → (𝐴 ≠ 𝐵 → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))))
63	62	3exp 1118	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ^* → (𝐵 ∈ ℝ^* → (𝐴 ≤ 𝐵 → (𝐴 ≠ 𝐵 → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))))))
64	63	com34 91	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ^* → (𝐵 ∈ ℝ^* → (𝐴 ≠ 𝐵 → (𝐴 ≤ 𝐵 → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))))))
65	64	3imp1 1346	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 ≠ 𝐵) ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ)))

Colors of variables: wff setvar class

Syntax hints: ¬ wn 3 → wi 4 ↔ wb 205 ∧ wa 396 ∧ w3a 1086 = wceq 1539 ∈ wcel 2106 ≠ wne 2943 class class class wbr 5074 ‘cfv 6433 (class class class)co 7275 ℝcr 10870 +∞cpnf 11006 -∞cmnf 11007 ℝ^*cxr 11008 < clt 11009 ≤ cle 11010 -_𝑒cxne 12845 +_𝑒 cxad 12846 distcds 16971 ℝ^*_𝑠cxrs 17211

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 1913 ax-6 1971 ax-7 2011 ax-8 2108 ax-9 2116 ax-10 2137 ax-11 2154 ax-12 2171 ax-ext 2709 ax-sep 5223 ax-nul 5230 ax-pow 5288 ax-pr 5352 ax-un 7588 ax-cnex 10927 ax-resscn 10928 ax-1cn 10929 ax-icn 10930 ax-addcl 10931 ax-addrcl 10932 ax-mulcl 10933 ax-mulrcl 10934 ax-mulcom 10935 ax-addass 10936 ax-mulass 10937 ax-distr 10938 ax-i2m1 10939 ax-1ne0 10940 ax-1rid 10941 ax-rnegex 10942 ax-rrecex 10943 ax-cnre 10944 ax-pre-lttri 10945 ax-pre-lttrn 10946 ax-pre-ltadd 10947

This theorem depends on definitions: df-bi 206 df-an 397 df-or 845 df-3or 1087 df-3an 1088 df-tru 1542 df-fal 1552 df-ex 1783 df-nf 1787 df-sb 2068 df-mo 2540 df-eu 2569 df-clab 2716 df-cleq 2730 df-clel 2816 df-nfc 2889 df-ne 2944 df-nel 3050 df-ral 3069 df-rex 3070 df-reu 3072 df-rab 3073 df-v 3434 df-sbc 3717 df-csb 3833 df-dif 3890 df-un 3892 df-in 3894 df-ss 3904 df-nul 4257 df-if 4460 df-pw 4535 df-sn 4562 df-pr 4564 df-op 4568 df-uni 4840 df-br 5075 df-opab 5137 df-mpt 5158 df-id 5489 df-po 5503 df-so 5504 df-xp 5595 df-rel 5596 df-cnv 5597 df-co 5598 df-dm 5599 df-rn 5600 df-res 5601 df-ima 5602 df-iota 6391 df-fun 6435 df-fn 6436 df-f 6437 df-f1 6438 df-fo 6439 df-f1o 6440 df-fv 6441 df-riota 7232 df-ov 7278 df-oprab 7279 df-mpo 7280 df-er 8498 df-en 8734 df-dom 8735 df-sdom 8736 df-pnf 11011 df-mnf 11012 df-xr 11013 df-ltxr 11014 df-le 11015 df-sub 11207 df-neg 11208 df-xneg 12848 df-xadd 12849

This theorem is referenced by: xrsdsreclb 20645

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