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Theorem elreno

Description: Membership in the set of surreal reals. (Contributed by Scott Fenton, 15-Apr-2025)

Ref Expression
Assertion elreno ⊢ A ∈ ℝ s ↔ A ∈ No ∧ ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 breq2 ⊢ y = A → + s ⁡ n < s y ↔ + s ⁡ n < s A
2 breq1 ⊢ y = A → y < s n ↔ A < s n
3 1 2 anbi12d ⊢ y = A → + s ⁡ n < s y ∧ y < s n ↔ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n
4 3 rexbidv ⊢ y = A → ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s y ∧ y < s n ↔ ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n
5 id ⊢ y = A → y = A
6 oveq1 ⊢ y = A → y - s 1 s / su n = A - s 1 s / su n
7 6 eqeq2d ⊢ y = A → x = y - s 1 s / su n ↔ x = A - s 1 s / su n
8 7 rexbidv ⊢ y = A → ∃ n ∈ ℕ s x = y - s 1 s / su n ↔ ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n
9 8 abbidv ⊢ y = A → x | ∃ n ∈ ℕ s x = y - s 1 s / su n = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n
10 oveq1 ⊢ y = A → y + s 1 s / su n = A + s 1 s / su n
11 10 eqeq2d ⊢ y = A → x = y + s 1 s / su n ↔ x = A + s 1 s / su n
12 11 rexbidv ⊢ y = A → ∃ n ∈ ℕ s x = y + s 1 s / su n ↔ ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n
13 12 abbidv ⊢ y = A → x | ∃ n ∈ ℕ s x = y + s 1 s / su n = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n
14 9 13 oveq12d ⊢ y = A → x | ∃ n ∈ ℕ s x = y - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = y + s 1 s / su n = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n
15 5 14 eqeq12d ⊢ y = A → y = x | ∃ n ∈ ℕ s x = y - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = y + s 1 s / su n ↔ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n
16 4 15 anbi12d ⊢ y = A → ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s y ∧ y < s n ∧ y = x | ∃ n ∈ ℕ s x = y - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = y + s 1 s / su n ↔ ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n
17 df-reno ⊢ ℝ s = y ∈ No | ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s y ∧ y < s n ∧ y = x | ∃ n ∈ ℕ s x = y - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = y + s 1 s / su n
18 16 17 elrab2 ⊢ A ∈ ℝ s ↔ A ∈ No ∧ ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n