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Theorem ltxrlt

Description: The standard less-than and the extended real less-than < are identical when restricted to the non-extended reals RR . (Contributed by NM, 13-Oct-2005) (Revised by Mario Carneiro, 28-Apr-2015)

Ref Expression
Assertion ltxrlt ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → A < B ↔ A < ℝ B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 brun ⊢ A ℝ ∪ −∞ × +∞ ∪ −∞ × ℝ B ↔ A ℝ ∪ −∞ × +∞ B ∨ A −∞ × ℝ B
2 brxp ⊢ A ℝ ∪ −∞ × +∞ B ↔ A ∈ ℝ ∪ −∞ ∧ B ∈ +∞
3 elsni ⊢ B ∈ +∞ → B = +∞
4 pnfnre ⊢ +∞ ∉ ℝ
5 4 neli ⊢ ¬ +∞ ∈ ℝ
6 simpr ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → B ∈ ℝ
7 eleq1 ⊢ B = +∞ → B ∈ ℝ ↔ +∞ ∈ ℝ
8 6 7 imbitrid ⊢ B = +∞ → A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → +∞ ∈ ℝ
9 5 8 mtoi ⊢ B = +∞ → ¬ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ
10 3 9 syl ⊢ B ∈ +∞ → ¬ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ
11 2 10 simplbiim ⊢ A ℝ ∪ −∞ × +∞ B → ¬ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ
12 brxp ⊢ A −∞ × ℝ B ↔ A ∈ −∞ ∧ B ∈ ℝ
13 elsni ⊢ A ∈ −∞ → A = −∞
14 mnfnre ⊢ −∞ ∉ ℝ
15 14 neli ⊢ ¬ −∞ ∈ ℝ
16 simpl ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → A ∈ ℝ
17 eleq1 ⊢ A = −∞ → A ∈ ℝ ↔ −∞ ∈ ℝ
18 16 17 imbitrid ⊢ A = −∞ → A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → −∞ ∈ ℝ
19 15 18 mtoi ⊢ A = −∞ → ¬ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ
20 13 19 syl ⊢ A ∈ −∞ → ¬ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ
21 20 adantr ⊢ A ∈ −∞ ∧ B ∈ ℝ → ¬ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ
22 12 21 sylbi ⊢ A −∞ × ℝ B → ¬ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ
23 11 22 jaoi ⊢ A ℝ ∪ −∞ × +∞ B ∨ A −∞ × ℝ B → ¬ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ
24 1 23 sylbi ⊢ A ℝ ∪ −∞ × +∞ ∪ −∞ × ℝ B → ¬ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ
25 24 con2i ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → ¬ A ℝ ∪ −∞ × +∞ ∪ −∞ × ℝ B
26 df-ltxr ⊢ < = x y | x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y ∪ ℝ ∪ −∞ × +∞ ∪ −∞ × ℝ
27 26 equncomi ⊢ < = ℝ ∪ −∞ × +∞ ∪ −∞ × ℝ ∪ x y | x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y
28 27 breqi ⊢ A < B ↔ A ℝ ∪ −∞ × +∞ ∪ −∞ × ℝ ∪ x y | x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y B
29 brun ⊢ A ℝ ∪ −∞ × +∞ ∪ −∞ × ℝ ∪ x y | x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y B ↔ A ℝ ∪ −∞ × +∞ ∪ −∞ × ℝ B ∨ A x y | x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y B
30 df-or ⊢ A ℝ ∪ −∞ × +∞ ∪ −∞ × ℝ B ∨ A x y | x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y B ↔ ¬ A ℝ ∪ −∞ × +∞ ∪ −∞ × ℝ B → A x y | x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y B
31 28 29 30 3bitri ⊢ A < B ↔ ¬ A ℝ ∪ −∞ × +∞ ∪ −∞ × ℝ B → A x y | x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y B
32 biimt ⊢ ¬ A ℝ ∪ −∞ × +∞ ∪ −∞ × ℝ B → A x y | x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y B ↔ ¬ A ℝ ∪ −∞ × +∞ ∪ −∞ × ℝ B → A x y | x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y B
33 31 32 bitr4id ⊢ ¬ A ℝ ∪ −∞ × +∞ ∪ −∞ × ℝ B → A < B ↔ A x y | x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y B
34 25 33 syl ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → A < B ↔ A x y | x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y B
35 breq12 ⊢ x = A ∧ y = B → x < ℝ y ↔ A < ℝ B
36 df-3an ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y ↔ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y
37 36 opabbii ⊢ x y | x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y = x y | x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y
38 35 37 brab2a ⊢ A x y | x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y B ↔ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ A < ℝ B
39 38 baibr ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → A < ℝ B ↔ A x y | x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ x < ℝ y B
40 34 39 bitr4d ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ → A < B ↔ A < ℝ B