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Theorem isarchi3

Description: This is the usual definition of the Archimedean property for an ordered group. (Contributed by Thierry Arnoux, 30-Jan-2018)

Ref Expression
Hypotheses isarchi3.b B = Base W
isarchi3.0 0 ˙ = 0 W
isarchi3.i < ˙ = < W
isarchi3.x · ˙ = W
Assertion isarchi3 W oGrp W Archi x B y B 0 ˙ < ˙ x n y < ˙ n · ˙ x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isarchi3.b B = Base W
2 isarchi3.0 0 ˙ = 0 W
3 isarchi3.i < ˙ = < W
4 isarchi3.x · ˙ = W
5 isogrp W oGrp W Grp W oMnd
6 5 simprbi W oGrp W oMnd
7 omndtos W oMnd W Toset
8 6 7 syl W oGrp W Toset
9 grpmnd W Grp W Mnd
10 9 adantr W Grp W oMnd W Mnd
11 5 10 sylbi W oGrp W Mnd
12 eqid W = W
13 1 2 4 12 3 isarchi2 W Toset W Mnd W Archi x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x
14 8 11 13 syl2anc W oGrp W Archi x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x
15 simpr W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n n
16 15 adantr W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x n
17 16 peano2nnd W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x n + 1
18 simp-4l W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n W oGrp
19 18 adantr W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x W oGrp
20 ogrpgrp W oGrp W Grp
21 1 2 grpidcl W Grp 0 ˙ B
22 19 20 21 3syl W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x 0 ˙ B
23 simp-4r W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n x B
24 23 adantr W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x x B
25 20 ad4antr W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n W Grp
26 15 nnzd W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n n
27 1 4 mulgcl W Grp n x B n · ˙ x B
28 25 26 23 27 syl3anc W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n n · ˙ x B
29 28 adantr W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x n · ˙ x B
30 simpllr W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x 0 ˙ < ˙ x
31 eqid + W = + W
32 1 3 31 ogrpaddlt W oGrp 0 ˙ B x B n · ˙ x B 0 ˙ < ˙ x 0 ˙ + W n · ˙ x < ˙ x + W n · ˙ x
33 19 22 24 29 30 32 syl131anc W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x 0 ˙ + W n · ˙ x < ˙ x + W n · ˙ x
34 19 20 syl W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x W Grp
35 1 31 2 grplid W Grp n · ˙ x B 0 ˙ + W n · ˙ x = n · ˙ x
36 34 29 35 syl2anc W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x 0 ˙ + W n · ˙ x = n · ˙ x
37 nncn n n
38 ax-1cn 1
39 addcom n 1 n + 1 = 1 + n
40 37 38 39 sylancl n n + 1 = 1 + n
41 40 oveq1d n n + 1 · ˙ x = 1 + n · ˙ x
42 16 41 syl W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x n + 1 · ˙ x = 1 + n · ˙ x
43 grpsgrp Could not format ( W e. Grp -> W e. Smgrp ) : No typesetting found for |- ( W e. Grp -> W e. Smgrp ) with typecode |-
44 19 20 43 3syl Could not format ( ( ( ( ( ( W e. oGrp /\ x e. B ) /\ y e. B ) /\ .0. .< x ) /\ n e. NN ) /\ y ( le ` W ) ( n .x. x ) ) -> W e. Smgrp ) : No typesetting found for |- ( ( ( ( ( ( W e. oGrp /\ x e. B ) /\ y e. B ) /\ .0. .< x ) /\ n e. NN ) /\ y ( le ` W ) ( n .x. x ) ) -> W e. Smgrp ) with typecode |-
45 1nn 1
46 45 a1i W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x 1
47 1 4 31 mulgnndir Could not format ( ( W e. Smgrp /\ ( 1 e. NN /\ n e. NN /\ x e. B ) ) -> ( ( 1 + n ) .x. x ) = ( ( 1 .x. x ) ( +g ` W ) ( n .x. x ) ) ) : No typesetting found for |- ( ( W e. Smgrp /\ ( 1 e. NN /\ n e. NN /\ x e. B ) ) -> ( ( 1 + n ) .x. x ) = ( ( 1 .x. x ) ( +g ` W ) ( n .x. x ) ) ) with typecode |-
48 44 46 16 24 47 syl13anc W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x 1 + n · ˙ x = 1 · ˙ x + W n · ˙ x
49 1 4 mulg1 x B 1 · ˙ x = x
50 24 49 syl W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x 1 · ˙ x = x
51 50 oveq1d W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x 1 · ˙ x + W n · ˙ x = x + W n · ˙ x
52 42 48 51 3eqtrrd W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x x + W n · ˙ x = n + 1 · ˙ x
53 33 36 52 3brtr3d W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x n · ˙ x < ˙ n + 1 · ˙ x
54 tospos W Toset W Poset
55 18 8 54 3syl W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n W Poset
56 simpllr W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y B
57 26 peano2zd W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n n + 1
58 1 4 mulgcl W Grp n + 1 x B n + 1 · ˙ x B
59 25 57 23 58 syl3anc W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n n + 1 · ˙ x B
60 1 12 3 plelttr W Poset y B n · ˙ x B n + 1 · ˙ x B y W n · ˙ x n · ˙ x < ˙ n + 1 · ˙ x y < ˙ n + 1 · ˙ x
61 55 56 28 59 60 syl13anc W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x n · ˙ x < ˙ n + 1 · ˙ x y < ˙ n + 1 · ˙ x
62 61 impl W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x n · ˙ x < ˙ n + 1 · ˙ x y < ˙ n + 1 · ˙ x
63 53 62 mpdan W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x y < ˙ n + 1 · ˙ x
64 oveq1 m = n + 1 m · ˙ x = n + 1 · ˙ x
65 64 breq2d m = n + 1 y < ˙ m · ˙ x y < ˙ n + 1 · ˙ x
66 65 rspcev n + 1 y < ˙ n + 1 · ˙ x m y < ˙ m · ˙ x
67 17 63 66 syl2anc W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x m y < ˙ m · ˙ x
68 67 r19.29an W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x m y < ˙ m · ˙ x
69 oveq1 m = n m · ˙ x = n · ˙ x
70 69 breq2d m = n y < ˙ m · ˙ x y < ˙ n · ˙ x
71 70 cbvrexvw m y < ˙ m · ˙ x n y < ˙ n · ˙ x
72 68 71 sylib W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x n y < ˙ n · ˙ x
73 12 3 pltle W oGrp y B n · ˙ x B y < ˙ n · ˙ x y W n · ˙ x
74 18 56 28 73 syl3anc W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y < ˙ n · ˙ x y W n · ˙ x
75 74 reximdva W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y < ˙ n · ˙ x n y W n · ˙ x
76 75 imp W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y < ˙ n · ˙ x n y W n · ˙ x
77 72 76 impbida W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x n y < ˙ n · ˙ x
78 77 pm5.74da W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x 0 ˙ < ˙ x n y < ˙ n · ˙ x
79 78 ralbidva W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x y B 0 ˙ < ˙ x n y < ˙ n · ˙ x
80 79 ralbidva W oGrp x B y B 0 ˙ < ˙ x n y W n · ˙ x x B y B 0 ˙ < ˙ x n y < ˙ n · ˙ x
81 14 80 bitrd W oGrp W Archi x B y B 0 ˙ < ˙ x n y < ˙ n · ˙ x