Metamath Proof Explorer


Theorem nosupno

Description: The next several theorems deal with a surreal "supremum". This surreal will ultimately be shown to bound A below and bound the restriction of any surreal above. We begin by showing that the given expression actually defines a surreal number. (Contributed by Scott Fenton, 5-Dec-2021)

Ref Expression
Hypothesis nosupno.1 S=ifxAyA¬x<syιxA|yA¬x<sydomιxA|yA¬x<sy2𝑜gy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
Assertion nosupno ANoAVSNo

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nosupno.1 S=ifxAyA¬x<syιxA|yA¬x<sydomιxA|yA¬x<sy2𝑜gy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
2 elex AVAV
3 iftrue xAyA¬x<syifxAyA¬x<syιxA|yA¬x<sydomιxA|yA¬x<sy2𝑜gy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x=ιxA|yA¬x<sydomιxA|yA¬x<sy2𝑜
4 3 adantr xAyA¬x<syANoAVifxAyA¬x<syιxA|yA¬x<sydomιxA|yA¬x<sy2𝑜gy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x=ιxA|yA¬x<sydomιxA|yA¬x<sy2𝑜
5 simprl xAyA¬x<syANoAVANo
6 simpl xAyA¬x<syANoAVxAyA¬x<sy
7 nomaxmo ANo*xAyA¬x<sy
8 7 ad2antrl xAyA¬x<syANoAV*xAyA¬x<sy
9 reu5 ∃!xAyA¬x<syxAyA¬x<sy*xAyA¬x<sy
10 6 8 9 sylanbrc xAyA¬x<syANoAV∃!xAyA¬x<sy
11 riotacl ∃!xAyA¬x<syιxA|yA¬x<syA
12 10 11 syl xAyA¬x<syANoAVιxA|yA¬x<syA
13 5 12 sseldd xAyA¬x<syANoAVιxA|yA¬x<syNo
14 2on 2𝑜On
15 14 elexi 2𝑜V
16 15 prid2 2𝑜1𝑜2𝑜
17 16 noextend ιxA|yA¬x<syNoιxA|yA¬x<sydomιxA|yA¬x<sy2𝑜No
18 13 17 syl xAyA¬x<syANoAVιxA|yA¬x<sydomιxA|yA¬x<sy2𝑜No
19 4 18 eqeltrd xAyA¬x<syANoAVifxAyA¬x<syιxA|yA¬x<sydomιxA|yA¬x<sy2𝑜gy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xNo
20 iffalse ¬xAyA¬x<syifxAyA¬x<syιxA|yA¬x<sydomιxA|yA¬x<sy2𝑜gy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x=gy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
21 20 adantr ¬xAyA¬x<syANoAVifxAyA¬x<syιxA|yA¬x<sydomιxA|yA¬x<sy2𝑜gy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x=gy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
22 funmpt Fungy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
23 22 a1i ¬xAyA¬x<syANoAVFungy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
24 iotaex ιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xV
25 eqid gy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x=gy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
26 24 25 dmmpti domgy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x=y|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucy
27 ssel2 ANouAuNo
28 nodmon uNodomuOn
29 27 28 syl ANouAdomuOn
30 onss domuOndomuOn
31 29 30 syl ANouAdomuOn
32 31 sseld ANouAydomuyOn
33 32 adantrd ANouAydomuvA¬v<suusucy=vsucyyOn
34 33 rexlimdva ANouAydomuvA¬v<suusucy=vsucyyOn
35 34 abssdv ANoy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyOn
36 simplr ANoabuAab
37 29 adantlr ANoabuAdomuOn
38 ontr1 domuOnabbdomuadomu
39 37 38 syl ANoabuAabbdomuadomu
40 36 39 mpand ANoabuAbdomuadomu
41 40 adantrd ANoabuAbdomuvA¬v<suusucb=vsucbadomu
42 reseq1 usucb=vsucbusucbsuca=vsucbsuca
43 onelon domuOnbdomubOn
44 37 43 sylan ANoabuAbdomubOn
45 onsuc bOnsucbOn
46 44 45 syl ANoabuAbdomusucbOn
47 simpllr ANoabuAbdomuab
48 eloni bOnOrdb
49 44 48 syl ANoabuAbdomuOrdb
50 ordsucelsuc Ordbabsucasucb
51 49 50 syl ANoabuAbdomuabsucasucb
52 47 51 mpbid ANoabuAbdomusucasucb
53 onelss sucbOnsucasucbsucasucb
54 46 52 53 sylc ANoabuAbdomusucasucb
55 54 resabs1d ANoabuAbdomuusucbsuca=usuca
56 54 resabs1d ANoabuAbdomuvsucbsuca=vsuca
57 55 56 eqeq12d ANoabuAbdomuusucbsuca=vsucbsucausuca=vsuca
58 42 57 imbitrid ANoabuAbdomuusucb=vsucbusuca=vsuca
59 58 imim2d ANoabuAbdomu¬v<suusucb=vsucb¬v<suusuca=vsuca
60 59 ralimdv ANoabuAbdomuvA¬v<suusucb=vsucbvA¬v<suusuca=vsuca
61 60 expimpd ANoabuAbdomuvA¬v<suusucb=vsucbvA¬v<suusuca=vsuca
62 41 61 jcad ANoabuAbdomuvA¬v<suusucb=vsucbadomuvA¬v<suusuca=vsuca
63 62 reximdva ANoabuAbdomuvA¬v<suusucb=vsucbuAadomuvA¬v<suusuca=vsuca
64 63 expimpd ANoabuAbdomuvA¬v<suusucb=vsucbuAadomuvA¬v<suusuca=vsuca
65 vex bV
66 eleq1w y=bydomubdomu
67 suceq y=bsucy=sucb
68 67 reseq2d y=busucy=usucb
69 67 reseq2d y=bvsucy=vsucb
70 68 69 eqeq12d y=busucy=vsucyusucb=vsucb
71 70 imbi2d y=b¬v<suusucy=vsucy¬v<suusucb=vsucb
72 71 ralbidv y=bvA¬v<suusucy=vsucyvA¬v<suusucb=vsucb
73 66 72 anbi12d y=bydomuvA¬v<suusucy=vsucybdomuvA¬v<suusucb=vsucb
74 73 rexbidv y=buAydomuvA¬v<suusucy=vsucyuAbdomuvA¬v<suusucb=vsucb
75 65 74 elab by|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyuAbdomuvA¬v<suusucb=vsucb
76 75 anbi2i abby|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyabuAbdomuvA¬v<suusucb=vsucb
77 vex aV
78 eleq1w y=aydomuadomu
79 suceq y=asucy=suca
80 79 reseq2d y=ausucy=usuca
81 79 reseq2d y=avsucy=vsuca
82 80 81 eqeq12d y=ausucy=vsucyusuca=vsuca
83 82 imbi2d y=a¬v<suusucy=vsucy¬v<suusuca=vsuca
84 83 ralbidv y=avA¬v<suusucy=vsucyvA¬v<suusuca=vsuca
85 78 84 anbi12d y=aydomuvA¬v<suusucy=vsucyadomuvA¬v<suusuca=vsuca
86 85 rexbidv y=auAydomuvA¬v<suusucy=vsucyuAadomuvA¬v<suusuca=vsuca
87 77 86 elab ay|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyuAadomuvA¬v<suusuca=vsuca
88 64 76 87 3imtr4g ANoabby|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyay|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucy
89 88 alrimivv ANoababby|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyay|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucy
90 dftr2 Try|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyababby|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyay|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucy
91 89 90 sylibr ANoTry|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucy
92 dford5 Ordy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyOnTry|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucy
93 35 91 92 sylanbrc ANoOrdy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucy
94 93 adantr ANoAVOrdy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucy
95 bdayfo bday:NoontoOn
96 fofun bday:NoontoOnFunbday
97 95 96 ax-mp Funbday
98 funimaexg FunbdayAVbdayAV
99 97 98 mpan AVbdayAV
100 99 uniexd AVbdayAV
101 100 adantl ANoAVbdayAV
102 simpl ydomuvA¬v<suusucy=vsucyydomu
103 102 reximi uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyuAydomu
104 103 ss2abi y|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyy|uAydomu
105 bdayval uNobdayu=domu
106 27 105 syl ANouAbdayu=domu
107 fofn bday:NoontoOnbdayFnNo
108 95 107 ax-mp bdayFnNo
109 fnfvima bdayFnNoANouAbdayubdayA
110 108 109 mp3an1 ANouAbdayubdayA
111 106 110 eqeltrrd ANouAdomubdayA
112 elssuni domubdayAdomubdayA
113 111 112 syl ANouAdomubdayA
114 113 sseld ANouAydomuybdayA
115 114 rexlimdva ANouAydomuybdayA
116 115 abssdv ANoy|uAydomubdayA
117 116 adantr ANoAVy|uAydomubdayA
118 104 117 sstrid ANoAVy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucybdayA
119 101 118 ssexd ANoAVy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyV
120 elong y|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyVy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyOnOrdy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucy
121 119 120 syl ANoAVy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyOnOrdy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucy
122 94 121 mpbird ANoAVy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyOn
123 26 122 eqeltrid ANoAVdomgy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xOn
124 123 adantl ¬xAyA¬x<syANoAVdomgy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xOn
125 25 rnmpt rangy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x=z|gy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyz=ιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
126 vex gV
127 eleq1w y=gydomugdomu
128 suceq y=gsucy=sucg
129 128 reseq2d y=gusucy=usucg
130 128 reseq2d y=gvsucy=vsucg
131 129 130 eqeq12d y=gusucy=vsucyusucg=vsucg
132 131 imbi2d y=g¬v<suusucy=vsucy¬v<suusucg=vsucg
133 132 ralbidv y=gvA¬v<suusucy=vsucyvA¬v<suusucg=vsucg
134 127 133 anbi12d y=gydomuvA¬v<suusucy=vsucygdomuvA¬v<suusucg=vsucg
135 134 rexbidv y=guAydomuvA¬v<suusucy=vsucyuAgdomuvA¬v<suusucg=vsucg
136 126 135 elab gy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyuAgdomuvA¬v<suusucg=vsucg
137 eqid ug=ug
138 fvex ugV
139 eqeq2 x=ugug=xug=ug
140 139 3anbi3d x=uggdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=ug
141 138 140 spcev gdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=ugxgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
142 137 141 mp3an3 gdomuvA¬v<suusucg=vsucgxgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
143 142 reximi uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucguAxgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
144 rexcom4 uAxgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xxuAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
145 143 144 sylib uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgxuAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
146 145 adantl ANouAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgxuAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
147 nosupprefixmo ANo*xuAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
148 147 adantr ANouAgdomuvA¬v<suusucg=vsucg*xuAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
149 df-eu ∃!xuAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xxuAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x*xuAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
150 146 148 149 sylanbrc ANouAgdomuvA¬v<suusucg=vsucg∃!xuAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
151 vex zV
152 eqeq2 x=zug=xug=z
153 152 3anbi3d x=zgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=z
154 153 rexbidv x=zuAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xuAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=z
155 154 iota2 zV∃!xuAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xuAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=zιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x=z
156 151 155 mpan ∃!xuAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xuAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=zιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x=z
157 150 156 syl ANouAgdomuvA¬v<suusucg=vsucguAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=zιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x=z
158 eqcom ιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x=zz=ιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
159 157 158 bitrdi ANouAgdomuvA¬v<suusucg=vsucguAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=zz=ιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x
160 simprr3 ANouAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=zug=z
161 27 adantrr ANouAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=zuNo
162 norn uNoranu1𝑜2𝑜
163 161 162 syl ANouAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=zranu1𝑜2𝑜
164 nofun uNoFunu
165 161 164 syl ANouAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=zFunu
166 simprr1 ANouAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=zgdomu
167 fvelrn Funugdomuugranu
168 165 166 167 syl2anc ANouAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=zugranu
169 163 168 sseldd ANouAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=zug1𝑜2𝑜
170 160 169 eqeltrrd ANouAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=zz1𝑜2𝑜
171 170 rexlimdvaa ANouAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=zz1𝑜2𝑜
172 171 adantr ANouAgdomuvA¬v<suusucg=vsucguAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=zz1𝑜2𝑜
173 159 172 sylbird ANouAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgz=ιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xz1𝑜2𝑜
174 136 173 sylan2b ANogy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyz=ιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xz1𝑜2𝑜
175 174 rexlimdva ANogy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyz=ιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xz1𝑜2𝑜
176 175 abssdv ANoz|gy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyz=ιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x1𝑜2𝑜
177 125 176 eqsstrid ANorangy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x1𝑜2𝑜
178 177 ad2antrl ¬xAyA¬x<syANoAVrangy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x1𝑜2𝑜
179 elno2 gy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xNoFungy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xdomgy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xOnrangy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=x1𝑜2𝑜
180 23 124 178 179 syl3anbrc ¬xAyA¬x<syANoAVgy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xNo
181 21 180 eqeltrd ¬xAyA¬x<syANoAVifxAyA¬x<syιxA|yA¬x<sydomιxA|yA¬x<sy2𝑜gy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xNo
182 19 181 pm2.61ian ANoAVifxAyA¬x<syιxA|yA¬x<sydomιxA|yA¬x<sy2𝑜gy|uAydomuvA¬v<suusucy=vsucyιx|uAgdomuvA¬v<suusucg=vsucgug=xNo
183 1 182 eqeltrid ANoAVSNo
184 2 183 sylan2 ANoAVSNo