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Theorem xrsdsreclblem 20225

Description: Lemma for xrsdsreclb 20226. (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 3004	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ≠ 𝐵 ↔ 𝐵 ≠ 𝐴)
2		xrleltne 12592	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → (𝐴 < 𝐵 ↔ 𝐵 ≠ 𝐴))
3		mnfxr 10749	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ -∞ ∈ ℝ^*
4	3	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → -∞ ∈ ℝ^*)
5		simpl1 1188	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → 𝐴 ∈ ℝ^*)
6		simpl2 1189	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → 𝐵 ∈ ℝ^*)
7		pnfnre 10733	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ +∞ ∉ ℝ
8	7	neli 3057	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ¬ +∞ ∈ ℝ
9		mnfle 12583	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ^* → -∞ ≤ 𝐴)
10	5, 9	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → -∞ ≤ 𝐴)
11		simpl3 1190	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → 𝐴 < 𝐵)
12	4, 5, 6, 10, 11	xrlelttrd 12607	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → -∞ < 𝐵)
13		xrltne 12610	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((-∞ ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ -∞ < 𝐵) → 𝐵 ≠ -∞)
14	4, 6, 12, 13	syl3anc 1368	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → 𝐵 ≠ -∞)
15		xaddpnf1 12673	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ≠ -∞) → (𝐵 +_𝑒 +∞) = +∞)
16	6, 14, 15	syl2anc 587	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (𝐵 +_𝑒 +∞) = +∞)
17	16	eleq1d 2836	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → ((𝐵 +_𝑒 +∞) ∈ ℝ ↔ +∞ ∈ ℝ))
18	8, 17	mtbiri 330	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → ¬ (𝐵 +_𝑒 +∞) ∈ ℝ)
19		ngtmnft 12613	. . . . . . . . . . . . . 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 488	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ)
22		xnegeq 12654	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝐴 = -∞ → -_𝑒𝐴 = -_𝑒-∞)
23		xnegmnf 12657	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ -_𝑒-∞ = +∞
24	22, 23	eqtrdi 2809	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝐴 = -∞ → -_𝑒𝐴 = +∞)
25	24	oveq2d 7172	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐴 = -∞ → (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) = (𝐵 +_𝑒 +∞))
26	25	eleq1d 2836	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐴 = -∞ → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ ↔ (𝐵 +_𝑒 +∞) ∈ ℝ))
27	21, 26	syl5ibcom 248	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (𝐴 = -∞ → (𝐵 +_𝑒 +∞) ∈ ℝ))
28	20, 27	sylbird 263	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (¬ -∞ < 𝐴 → (𝐵 +_𝑒 +∞) ∈ ℝ))
29	18, 28	mt3d 150	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → -∞ < 𝐴)
30		xrre2 12617	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((-∞ ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^*) ∧ (-∞ < 𝐴 ∧ 𝐴 < 𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ)
31	4, 5, 6, 29, 11, 30	syl32anc 1375	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → 𝐴 ∈ ℝ)
32		pnfxr 10746	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ +∞ ∈ ℝ^*
33	32	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → +∞ ∈ ℝ^*)
34	5	xnegcld 12747	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → -_𝑒𝐴 ∈ ℝ^*)
35		xnegpnf 12656	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ -_𝑒+∞ = -∞
36		pnfge 12579	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 12608	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → 𝐴 < +∞)
39		xltnegi 12663	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ +∞ ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < +∞) → -_𝑒+∞ < -_𝑒𝐴)
40	5, 33, 38, 39	syl3anc 1368	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → -_𝑒+∞ < -_𝑒𝐴)
41	35, 40	eqbrtrrid 5072	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → -∞ < -_𝑒𝐴)
42		xrltne 12610	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((-∞ ∈ ℝ^* ∧ -_𝑒𝐴 ∈ ℝ^* ∧ -∞ < -_𝑒𝐴) → -_𝑒𝐴 ≠ -∞)
43	4, 34, 41, 42	syl3anc 1368	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → -_𝑒𝐴 ≠ -∞)
44		xaddpnf2 12674	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((-_𝑒𝐴 ∈ ℝ^* ∧ -_𝑒𝐴 ≠ -∞) → (+∞ +_𝑒 -_𝑒𝐴) = +∞)
45	34, 43, 44	syl2anc 587	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (+∞ +_𝑒 -_𝑒𝐴) = +∞)
46	45	eleq1d 2836	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → ((+∞ +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ ↔ +∞ ∈ ℝ))
47	8, 46	mtbiri 330	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → ¬ (+∞ +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ)
48		nltpnft 12611	. . . . . . . . . . . . . 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 7163	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐵 = +∞ → (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) = (+∞ +_𝑒 -_𝑒𝐴))
51	50	eleq1d 2836	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐵 = +∞ → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ ↔ (+∞ +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ))
52	21, 51	syl5ibcom 248	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (𝐵 = +∞ → (+∞ +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ))
53	49, 52	sylbird 263	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (¬ 𝐵 < +∞ → (+∞ +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ))
54	47, 53	mt3d 150	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → 𝐵 < +∞)
55		xrre2 12617	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ +∞ ∈ ℝ^*) ∧ (𝐴 < 𝐵 ∧ 𝐵 < +∞)) → 𝐵 ∈ ℝ)
56	5, 6, 33, 11, 54, 55	syl32anc 1375	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → 𝐵 ∈ ℝ)
57	31, 56	jca 515	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ) → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))
58	57	ex 416	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 < 𝐵) → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ)))
59	58	3expia 1118	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^*) → (𝐴 < 𝐵 → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))))
60	59	3adant3 1129	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → (𝐴 < 𝐵 → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))))
61	2, 60	sylbird 263	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → (𝐵 ≠ 𝐴 → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))))
62	1, 61	syl5bi 245	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ^* ∧ 𝐵 ∈ ℝ^* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → (𝐴 ≠ 𝐵 → ((𝐵 +_𝑒 -_𝑒𝐴) ∈ ℝ → (𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ))))
63	62	3exp 1116	. . 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 1344	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 209 ∧ wa 399 ∧ w3a 1084 = wceq 1538 ∈ wcel 2111 ≠ wne 2951 class class class wbr 5036 ‘cfv 6340 (class class class)co 7156 ℝcr 10587 +∞cpnf 10723 -∞cmnf 10724 ℝ^*cxr 10725 < clt 10726 ≤ cle 10727 -_𝑒cxne 12558 +_𝑒 cxad 12559 distcds 16645 ℝ^*_𝑠cxrs 16844

This theorem was proved from axioms: ax-mp 5 ax-1 6 ax-2 7 ax-3 8 ax-gen 1797 ax-4 1811 ax-5 1911 ax-6 1970 ax-7 2015 ax-8 2113 ax-9 2121 ax-10 2142 ax-11 2158 ax-12 2175 ax-ext 2729 ax-sep 5173 ax-nul 5180 ax-pow 5238 ax-pr 5302 ax-un 7465 ax-cnex 10644 ax-resscn 10645 ax-1cn 10646 ax-icn 10647 ax-addcl 10648 ax-addrcl 10649 ax-mulcl 10650 ax-mulrcl 10651 ax-mulcom 10652 ax-addass 10653 ax-mulass 10654 ax-distr 10655 ax-i2m1 10656 ax-1ne0 10657 ax-1rid 10658 ax-rnegex 10659 ax-rrecex 10660 ax-cnre 10661 ax-pre-lttri 10662 ax-pre-lttrn 10663 ax-pre-ltadd 10664

This theorem depends on definitions: df-bi 210 df-an 400 df-or 845 df-3or 1085 df-3an 1086 df-tru 1541 df-fal 1551 df-ex 1782 df-nf 1786 df-sb 2070 df-mo 2557 df-eu 2588 df-clab 2736 df-cleq 2750 df-clel 2830 df-nfc 2901 df-ne 2952 df-nel 3056 df-ral 3075 df-rex 3076 df-reu 3077 df-rab 3079 df-v 3411 df-sbc 3699 df-csb 3808 df-dif 3863 df-un 3865 df-in 3867 df-ss 3877 df-nul 4228 df-if 4424 df-pw 4499 df-sn 4526 df-pr 4528 df-op 4532 df-uni 4802 df-br 5037 df-opab 5099 df-mpt 5117 df-id 5434 df-po 5447 df-so 5448 df-xp 5534 df-rel 5535 df-cnv 5536 df-co 5537 df-dm 5538 df-rn 5539 df-res 5540 df-ima 5541 df-iota 6299 df-fun 6342 df-fn 6343 df-f 6344 df-f1 6345 df-fo 6346 df-f1o 6347 df-fv 6348 df-riota 7114 df-ov 7159 df-oprab 7160 df-mpo 7161 df-er 8305 df-en 8541 df-dom 8542 df-sdom 8543 df-pnf 10728 df-mnf 10729 df-xr 10730 df-ltxr 10731 df-le 10732 df-sub 10923 df-neg 10924 df-xneg 12561 df-xadd 12562

This theorem is referenced by: xrsdsreclb 20226

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