Metamath Proof Explorer


Theorem irrdifflemf

Description: Lemma for irrdiff . The forward direction. (Contributed by Jim Kingdon, 20-May-2024)

Ref Expression
Hypotheses irrdifflemf.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
irrdifflemf.irr ⊢ φ → ¬ A ∈ ℚ
irrdifflemf.q ⊢ φ → Q ∈ ℚ
irrdifflemf.r ⊢ φ → R ∈ ℚ
irrdifflemf.qr ⊢ φ → Q ≠ R
Assertion irrdifflemf ⊢ φ → A − Q ≠ A − R

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 irrdifflemf.a ⊢ φ → A ∈ ℝ
2 irrdifflemf.irr ⊢ φ → ¬ A ∈ ℚ
3 irrdifflemf.q ⊢ φ → Q ∈ ℚ
4 irrdifflemf.r ⊢ φ → R ∈ ℚ
5 irrdifflemf.qr ⊢ φ → Q ≠ R
6 simplll ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = A − Q ∧ A − R = A − R → φ
7 simpllr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = A − Q ∧ A − R = A − R → A − Q = A − R
8 simplr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = A − Q ∧ A − R = A − R → A − Q = A − Q
9 simpr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = A − Q ∧ A − R = A − R → A − R = A − R
10 7 8 9 3eqtr3d ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = A − Q ∧ A − R = A − R → A − Q = A − R
11 1 recnd ⊢ φ → A ∈ ℂ
12 11 adantr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R → A ∈ ℂ
13 qre ⊢ Q ∈ ℚ → Q ∈ ℝ
14 3 13 syl ⊢ φ → Q ∈ ℝ
15 14 recnd ⊢ φ → Q ∈ ℂ
16 15 adantr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R → Q ∈ ℂ
17 qre ⊢ R ∈ ℚ → R ∈ ℝ
18 4 17 syl ⊢ φ → R ∈ ℝ
19 18 recnd ⊢ φ → R ∈ ℂ
20 19 adantr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R → R ∈ ℂ
21 simpr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R → A − Q = A − R
22 12 16 20 21 subcand ⊢ φ ∧ A − Q = A − R → Q = R
23 5 adantr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R → Q ≠ R
24 22 23 pm2.21ddne ⊢ φ ∧ A − Q = A − R → ⊥
25 6 10 24 syl2anc ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = A − Q ∧ A − R = A − R → ⊥
26 simplll ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = A − Q ∧ A − R = − A − R → φ
27 simpllr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = A − Q ∧ A − R = − A − R → A − Q = A − R
28 simplr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = A − Q ∧ A − R = − A − R → A − Q = A − Q
29 simpr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = A − Q ∧ A − R = − A − R → A − R = − A − R
30 27 28 29 3eqtr3d ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = A − Q ∧ A − R = − A − R → A − Q = − A − R
31 2cnd ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → 2 ∈ ℂ
32 11 adantr ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → A ∈ ℂ
33 2ne0 ⊢ 2 ≠ 0
34 33 a1i ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → 2 ≠ 0
35 32 2timesd ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → 2 ⁢ A = A + A
36 simpr ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → A − Q = − A − R
37 19 adantr ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → R ∈ ℂ
38 32 37 negsubdi2d ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → − A − R = R − A
39 36 38 eqtrd ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → A − Q = R − A
40 15 adantr ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → Q ∈ ℂ
41 40 37 32 32 addsubeq4d ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → Q + R = A + A ↔ A − Q = R − A
42 39 41 mpbird ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → Q + R = A + A
43 35 42 eqtr4d ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → 2 ⁢ A = Q + R
44 31 32 34 43 mvllmuld ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → A = Q + R 2
45 3 adantr ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → Q ∈ ℚ
46 4 adantr ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → R ∈ ℚ
47 qaddcl ⊢ Q ∈ ℚ ∧ R ∈ ℚ → Q + R ∈ ℚ
48 45 46 47 syl2anc ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → Q + R ∈ ℚ
49 2z ⊢ 2 ∈ ℤ
50 zq ⊢ 2 ∈ ℤ → 2 ∈ ℚ
51 49 50 mp1i ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → 2 ∈ ℚ
52 qdivcl ⊢ Q + R ∈ ℚ ∧ 2 ∈ ℚ ∧ 2 ≠ 0 → Q + R 2 ∈ ℚ
53 48 51 34 52 syl3anc ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → Q + R 2 ∈ ℚ
54 44 53 eqeltrd ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → A ∈ ℚ
55 2 adantr ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → ¬ A ∈ ℚ
56 54 55 pm2.21fal ⊢ φ ∧ A − Q = − A − R → ⊥
57 26 30 56 syl2anc ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = A − Q ∧ A − R = − A − R → ⊥
58 1 18 resubcld ⊢ φ → A − R ∈ ℝ
59 58 absord ⊢ φ → A − R = A − R ∨ A − R = − A − R
60 59 ad2antrr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = A − Q → A − R = A − R ∨ A − R = − A − R
61 25 57 60 mpjaodan ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = A − Q → ⊥
62 simplll ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = A − R → φ
63 simpllr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = A − R → A − Q = A − R
64 simplr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = A − R → A − Q = − A − Q
65 simpr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = A − R → A − R = A − R
66 63 64 65 3eqtr3rd ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = A − R → A − R = − A − Q
67 58 recnd ⊢ φ → A − R ∈ ℂ
68 67 ad3antrrr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = A − R → A − R ∈ ℂ
69 1 14 resubcld ⊢ φ → A − Q ∈ ℝ
70 69 recnd ⊢ φ → A − Q ∈ ℂ
71 70 ad3antrrr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = A − R → A − Q ∈ ℂ
72 negcon2 ⊢ A − R ∈ ℂ ∧ A − Q ∈ ℂ → A − R = − A − Q ↔ A − Q = − A − R
73 68 71 72 syl2anc ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = A − R → A − R = − A − Q ↔ A − Q = − A − R
74 66 73 mpbid ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = A − R → A − Q = − A − R
75 62 74 56 syl2anc ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = A − R → ⊥
76 simplll ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = − A − R → φ
77 70 ad3antrrr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = − A − R → A − Q ∈ ℂ
78 67 ad3antrrr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = − A − R → A − R ∈ ℂ
79 simpllr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = − A − R → A − Q = A − R
80 simplr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = − A − R → A − Q = − A − Q
81 simpr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = − A − R → A − R = − A − R
82 79 80 81 3eqtr3d ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = − A − R → − A − Q = − A − R
83 77 78 82 neg11d ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = − A − R → A − Q = A − R
84 76 83 24 syl2anc ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q ∧ A − R = − A − R → ⊥
85 59 ad2antrr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q → A − R = A − R ∨ A − R = − A − R
86 75 84 85 mpjaodan ⊢ φ ∧ A − Q = A − R ∧ A − Q = − A − Q → ⊥
87 69 absord ⊢ φ → A − Q = A − Q ∨ A − Q = − A − Q
88 87 adantr ⊢ φ ∧ A − Q = A − R → A − Q = A − Q ∨ A − Q = − A − Q
89 61 86 88 mpjaodan ⊢ φ ∧ A − Q = A − R → ⊥
90 89 ex ⊢ φ → A − Q = A − R → ⊥
91 df-ne ⊢ A − Q ≠ A − R ↔ ¬ A − Q = A − R
92 dfnot ⊢ ¬ A − Q = A − R ↔ A − Q = A − R → ⊥
93 91 92 bitri ⊢ A − Q ≠ A − R ↔ A − Q = A − R → ⊥
94 90 93 sylibr ⊢ φ → A − Q ≠ A − R