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Theorem nosupbnd2

Description: Bounding law from above for the surreal supremum. Proposition 4.3 of Lipparini p. 6. (Contributed by Scott Fenton, 6-Dec-2021)

Ref Expression
Hypothesis nosupbnd2.1 S = if x A y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 g y | u A y dom u v A ¬ v < s u u suc y = v suc y ι x | u A g dom u v A ¬ v < s u u suc g = v suc g u g = x
Assertion nosupbnd2 A No A V Z No a A a < s Z ¬ Z dom S < s S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nosupbnd2.1 S = if x A y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 g y | u A y dom u v A ¬ v < s u u suc y = v suc y ι x | u A g dom u v A ¬ v < s u u suc g = v suc g u g = x
2 nfv x A No A V Z No a A a < s Z
3 nfcv _ x Z
4 nfre1 x x A y A ¬ x < s y
5 nfriota1 _ x ι x A | y A ¬ x < s y
6 5 nfdm _ x dom ι x A | y A ¬ x < s y
7 nfcv _ x 2 𝑜
8 6 7 nfop _ x dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
9 8 nfsn _ x dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
10 5 9 nfun _ x ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
11 nfcv _ x y | u A y dom u v A ¬ v < s u u suc y = v suc y
12 nfiota1 _ x ι x | u A g dom u v A ¬ v < s u u suc g = v suc g u g = x
13 11 12 nfmpt _ x g y | u A y dom u v A ¬ v < s u u suc y = v suc y ι x | u A g dom u v A ¬ v < s u u suc g = v suc g u g = x
14 4 10 13 nfif _ x if x A y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 g y | u A y dom u v A ¬ v < s u u suc y = v suc y ι x | u A g dom u v A ¬ v < s u u suc g = v suc g u g = x
15 1 14 nfcxfr _ x S
16 15 nfdm _ x dom S
17 3 16 nfres _ x Z dom S
18 nfcv _ x < s
19 17 18 15 nfbr x Z dom S < s S
20 19 nfn x ¬ Z dom S < s S
21 2 20 nfim x A No A V Z No a A a < s Z ¬ Z dom S < s S
22 simpl x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z x A y A ¬ x < s y
23 rspe x A y A ¬ x < s y x A y A ¬ x < s y
24 23 adantr x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z x A y A ¬ x < s y
25 nomaxmo A No * x A y A ¬ x < s y
26 25 3ad2ant1 A No A V Z No * x A y A ¬ x < s y
27 26 ad2antrl x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z * x A y A ¬ x < s y
28 reu5 ∃! x A y A ¬ x < s y x A y A ¬ x < s y * x A y A ¬ x < s y
29 24 27 28 sylanbrc x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z ∃! x A y A ¬ x < s y
30 riota1 ∃! x A y A ¬ x < s y x A y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y = x
31 29 30 syl x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z x A y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y = x
32 22 31 mpbid x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z ι x A | y A ¬ x < s y = x
33 nosupbnd2lem1 x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z ¬ Z suc dom x < s x dom x 2 𝑜
34 33 3expb x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z ¬ Z suc dom x < s x dom x 2 𝑜
35 dmeq ι x A | y A ¬ x < s y = x dom ι x A | y A ¬ x < s y = dom x
36 suceq dom ι x A | y A ¬ x < s y = dom x suc dom ι x A | y A ¬ x < s y = suc dom x
37 35 36 syl ι x A | y A ¬ x < s y = x suc dom ι x A | y A ¬ x < s y = suc dom x
38 37 reseq2d ι x A | y A ¬ x < s y = x Z suc dom ι x A | y A ¬ x < s y = Z suc dom x
39 id ι x A | y A ¬ x < s y = x ι x A | y A ¬ x < s y = x
40 35 opeq1d ι x A | y A ¬ x < s y = x dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 = dom x 2 𝑜
41 40 sneqd ι x A | y A ¬ x < s y = x dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 = dom x 2 𝑜
42 39 41 uneq12d ι x A | y A ¬ x < s y = x ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 = x dom x 2 𝑜
43 38 42 breq12d ι x A | y A ¬ x < s y = x Z suc dom ι x A | y A ¬ x < s y < s ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 Z suc dom x < s x dom x 2 𝑜
44 43 notbid ι x A | y A ¬ x < s y = x ¬ Z suc dom ι x A | y A ¬ x < s y < s ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 ¬ Z suc dom x < s x dom x 2 𝑜
45 34 44 syl5ibrcom x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z ι x A | y A ¬ x < s y = x ¬ Z suc dom ι x A | y A ¬ x < s y < s ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
46 32 45 mpd x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z ¬ Z suc dom ι x A | y A ¬ x < s y < s ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
47 iftrue x A y A ¬ x < s y if x A y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 g y | u A y dom u v A ¬ v < s u u suc y = v suc y ι x | u A g dom u v A ¬ v < s u u suc g = v suc g u g = x = ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
48 1 47 syl5eq x A y A ¬ x < s y S = ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
49 23 48 syl x A y A ¬ x < s y S = ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
50 49 dmeqd x A y A ¬ x < s y dom S = dom ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
51 2on 2 𝑜 On
52 51 elexi 2 𝑜 V
53 52 dmsnop dom dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 = dom ι x A | y A ¬ x < s y
54 53 uneq2i dom ι x A | y A ¬ x < s y dom dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 = dom ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y
55 dmun dom ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 = dom ι x A | y A ¬ x < s y dom dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
56 df-suc suc dom ι x A | y A ¬ x < s y = dom ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y
57 54 55 56 3eqtr4i dom ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 = suc dom ι x A | y A ¬ x < s y
58 50 57 eqtrdi x A y A ¬ x < s y dom S = suc dom ι x A | y A ¬ x < s y
59 58 reseq2d x A y A ¬ x < s y Z dom S = Z suc dom ι x A | y A ¬ x < s y
60 59 adantr x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z Z dom S = Z suc dom ι x A | y A ¬ x < s y
61 49 adantr x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z S = ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
62 60 61 breq12d x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z Z dom S < s S Z suc dom ι x A | y A ¬ x < s y < s ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
63 46 62 mtbird x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z ¬ Z dom S < s S
64 63 exp31 x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z ¬ Z dom S < s S
65 21 64 rexlimi x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z ¬ Z dom S < s S
66 65 imp x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z ¬ Z dom S < s S
67 1 nosupno A No A V S No
68 67 3adant3 A No A V Z No S No
69 68 ad2antrl ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z S No
70 nodmon S No dom S On
71 69 70 syl ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z dom S On
72 noreson S No dom S On S dom S No
73 69 71 72 syl2anc ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z S dom S No
74 simprl3 ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z Z No
75 noreson Z No dom S On Z dom S No
76 74 71 75 syl2anc ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z Z dom S No
77 dmres dom S dom S = dom S dom S
78 inss2 dom S dom S dom S
79 77 78 eqsstri dom S dom S dom S
80 79 a1i ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z dom S dom S dom S
81 dmres dom Z dom S = dom S dom Z
82 inss1 dom S dom Z dom S
83 81 82 eqsstri dom Z dom S dom S
84 83 a1i ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z dom Z dom S dom S
85 1 nosupdm ¬ x A y A ¬ x < s y dom S = g | p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g
86 85 abeq2d ¬ x A y A ¬ x < s y g dom S p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g
87 86 adantr ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z g dom S p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g
88 simprl ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g p A
89 simplrr ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g a A a < s Z
90 breq1 a = p a < s Z p < s Z
91 90 rspcv p A a A a < s Z p < s Z
92 88 89 91 sylc ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g p < s Z
93 simprl1 ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z A No
94 93 adantr ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g A No
95 94 88 sseldd ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g p No
96 74 adantr ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g Z No
97 sltso < s Or No
98 soasym < s Or No p No Z No p < s Z ¬ Z < s p
99 97 98 mpan p No Z No p < s Z ¬ Z < s p
100 95 96 99 syl2anc ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g p < s Z ¬ Z < s p
101 92 100 mpd ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g ¬ Z < s p
102 nodmon p No dom p On
103 95 102 syl ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g dom p On
104 simprrl ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g g dom p
105 onelon dom p On g dom p g On
106 103 104 105 syl2anc ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g g On
107 sucelon g On suc g On
108 106 107 sylib ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g suc g On
109 sltres Z No p No suc g On Z suc g < s p suc g Z < s p
110 96 95 108 109 syl3anc ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g Z suc g < s p suc g Z < s p
111 101 110 mtod ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g ¬ Z suc g < s p suc g
112 simpll ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g ¬ x A y A ¬ x < s y
113 simprl2 ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z A V
114 93 113 jca ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z A No A V
115 114 adantr ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g A No A V
116 simprrr ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g q A ¬ q < s p p suc g = q suc g
117 breq1 v = q v < s p q < s p
118 117 notbid v = q ¬ v < s p ¬ q < s p
119 reseq1 v = q v suc g = q suc g
120 119 eqeq2d v = q p suc g = v suc g p suc g = q suc g
121 118 120 imbi12d v = q ¬ v < s p p suc g = v suc g ¬ q < s p p suc g = q suc g
122 121 cbvralvw v A ¬ v < s p p suc g = v suc g q A ¬ q < s p p suc g = q suc g
123 116 122 sylibr ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g v A ¬ v < s p p suc g = v suc g
124 1 nosupres ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V p A g dom p v A ¬ v < s p p suc g = v suc g S suc g = p suc g
125 112 115 88 104 123 124 syl113anc ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g S suc g = p suc g
126 125 breq2d ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g Z suc g < s S suc g Z suc g < s p suc g
127 111 126 mtbird ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g ¬ Z suc g < s S suc g
128 127 rexlimdvaa ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z p A g dom p q A ¬ q < s p p suc g = q suc g ¬ Z suc g < s S suc g
129 87 128 sylbid ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z g dom S ¬ Z suc g < s S suc g
130 129 imp ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z g dom S ¬ Z suc g < s S suc g
131 69 adantr ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z g dom S S No
132 nodmord S No Ord dom S
133 131 132 syl ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z g dom S Ord dom S
134 simpr ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z g dom S g dom S
135 ordsucss Ord dom S g dom S suc g dom S
136 133 134 135 sylc ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z g dom S suc g dom S
137 136 resabs1d ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z g dom S Z dom S suc g = Z suc g
138 136 resabs1d ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z g dom S S dom S suc g = S suc g
139 137 138 breq12d ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z g dom S Z dom S suc g < s S dom S suc g Z suc g < s S suc g
140 130 139 mtbird ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z g dom S ¬ Z dom S suc g < s S dom S suc g
141 140 ralrimiva ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z g dom S ¬ Z dom S suc g < s S dom S suc g
142 noresle S dom S No Z dom S No dom S dom S dom S dom Z dom S dom S g dom S ¬ Z dom S suc g < s S dom S suc g ¬ Z dom S < s S dom S
143 73 76 80 84 141 142 syl23anc ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z ¬ Z dom S < s S dom S
144 nofun S No Fun S
145 69 144 syl ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z Fun S
146 funrel Fun S Rel S
147 resdm Rel S S dom S = S
148 145 146 147 3syl ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z S dom S = S
149 148 breq2d ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z Z dom S < s S dom S Z dom S < s S
150 143 149 mtbid ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V Z No a A a < s Z ¬ Z dom S < s S
151 66 150 pm2.61ian A No A V Z No a A a < s Z ¬ Z dom S < s S
152 simpll1 A No A V Z No ¬ Z dom S < s S a A A No
153 simpll2 A No A V Z No ¬ Z dom S < s S a A A V
154 simpr A No A V Z No ¬ Z dom S < s S a A a A
155 1 nosupbnd1 A No A V a A a dom S < s S
156 152 153 154 155 syl3anc A No A V Z No ¬ Z dom S < s S a A a dom S < s S
157 simplr A No A V Z No ¬ Z dom S < s S a A ¬ Z dom S < s S
158 simpl1 A No A V Z No ¬ Z dom S < s S A No
159 158 sselda A No A V Z No ¬ Z dom S < s S a A a No
160 152 153 67 syl2anc A No A V Z No ¬ Z dom S < s S a A S No
161 160 70 syl A No A V Z No ¬ Z dom S < s S a A dom S On
162 noreson a No dom S On a dom S No
163 159 161 162 syl2anc A No A V Z No ¬ Z dom S < s S a A a dom S No
164 simpll3 A No A V Z No ¬ Z dom S < s S a A Z No
165 164 161 75 syl2anc A No A V Z No ¬ Z dom S < s S a A Z dom S No
166 sotr3 < s Or No a dom S No S No Z dom S No a dom S < s S ¬ Z dom S < s S a dom S < s Z dom S
167 97 166 mpan a dom S No S No Z dom S No a dom S < s S ¬ Z dom S < s S a dom S < s Z dom S
168 163 160 165 167 syl3anc A No A V Z No ¬ Z dom S < s S a A a dom S < s S ¬ Z dom S < s S a dom S < s Z dom S
169 156 157 168 mp2and A No A V Z No ¬ Z dom S < s S a A a dom S < s Z dom S
170 sltres a No Z No dom S On a dom S < s Z dom S a < s Z
171 159 164 161 170 syl3anc A No A V Z No ¬ Z dom S < s S a A a dom S < s Z dom S a < s Z
172 169 171 mpd A No A V Z No ¬ Z dom S < s S a A a < s Z
173 172 ralrimiva A No A V Z No ¬ Z dom S < s S a A a < s Z
174 151 173 impbida A No A V Z No a A a < s Z ¬ Z dom S < s S