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Theorem prlem936

Description: Lemma 9-3.6 of Gleason p. 124. (Contributed by NM, 26-Apr-1996) (Revised by Mario Carneiro, 12-Jun-2013) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion prlem936 A𝑷1𝑸<𝑸BxA¬x𝑸BA

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ltrelnq <𝑸𝑸×𝑸
2 1 brel 1𝑸<𝑸B1𝑸𝑸B𝑸
3 2 simprd 1𝑸<𝑸BB𝑸
4 3 adantl A𝑷1𝑸<𝑸BB𝑸
5 breq2 b=B1𝑸<𝑸b1𝑸<𝑸B
6 5 anbi2d b=BA𝑷1𝑸<𝑸bA𝑷1𝑸<𝑸B
7 oveq2 b=Bx𝑸b=x𝑸B
8 7 eleq1d b=Bx𝑸bAx𝑸BA
9 8 notbid b=B¬x𝑸bA¬x𝑸BA
10 9 rexbidv b=BxA¬x𝑸bAxA¬x𝑸BA
11 6 10 imbi12d b=BA𝑷1𝑸<𝑸bxA¬x𝑸bAA𝑷1𝑸<𝑸BxA¬x𝑸BA
12 prn0 A𝑷A
13 n0 AyyA
14 12 13 sylib A𝑷yyA
15 14 adantr A𝑷1𝑸<𝑸byyA
16 elprnq A𝑷yAy𝑸
17 16 ad2ant2r A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy𝑸
18 mulidnq y𝑸y𝑸1𝑸=y
19 17 18 syl A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy𝑸1𝑸=y
20 simplr A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bA1𝑸<𝑸b
21 ltmnq y𝑸1𝑸<𝑸by𝑸1𝑸<𝑸y𝑸b
22 21 biimpa y𝑸1𝑸<𝑸by𝑸1𝑸<𝑸y𝑸b
23 17 20 22 syl2anc A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy𝑸1𝑸<𝑸y𝑸b
24 19 23 eqbrtrrd A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy<𝑸y𝑸b
25 1 brel 1𝑸<𝑸b1𝑸𝑸b𝑸
26 25 simprd 1𝑸<𝑸bb𝑸
27 26 ad2antlr A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAb𝑸
28 mulclnq y𝑸b𝑸y𝑸b𝑸
29 17 27 28 syl2anc A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy𝑸b𝑸
30 ltexnq y𝑸b𝑸y<𝑸y𝑸bzy+𝑸z=y𝑸b
31 29 30 syl A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy<𝑸y𝑸bzy+𝑸z=y𝑸b
32 24 31 mpbid A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAzy+𝑸z=y𝑸b
33 simplll A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bA𝑷
34 vex zV
35 34 prlem934 A𝑷xA¬x+𝑸zA
36 33 35 syl A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bxA¬x+𝑸zA
37 33 adantr A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bxAA𝑷
38 simprr A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy𝑸bA
39 eleq1 y+𝑸z=y𝑸by+𝑸zAy𝑸bA
40 39 biimparc y𝑸bAy+𝑸z=y𝑸by+𝑸zA
41 38 40 sylan A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸by+𝑸zA
42 41 adantr A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bxAy+𝑸zA
43 elprnq A𝑷xAx𝑸
44 33 43 sylan A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bxAx𝑸
45 elprnq A𝑷y+𝑸zAy+𝑸z𝑸
46 addnqf +𝑸:𝑸×𝑸𝑸
47 46 fdmi dom+𝑸=𝑸×𝑸
48 0nnq ¬𝑸
49 47 48 ndmovrcl y+𝑸z𝑸y𝑸z𝑸
50 49 simprd y+𝑸z𝑸z𝑸
51 45 50 syl A𝑷y+𝑸zAz𝑸
52 33 41 51 syl2anc A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bz𝑸
53 52 adantr A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bxAz𝑸
54 addclnq x𝑸z𝑸x+𝑸z𝑸
55 44 53 54 syl2anc A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bxAx+𝑸z𝑸
56 prub A𝑷y+𝑸zAx+𝑸z𝑸¬x+𝑸zAy+𝑸z<𝑸x+𝑸z
57 37 42 55 56 syl21anc A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bxA¬x+𝑸zAy+𝑸z<𝑸x+𝑸z
58 27 ad2antrr A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bxAb𝑸
59 mulclnq x𝑸b𝑸x𝑸b𝑸
60 44 58 59 syl2anc A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bxAx𝑸b𝑸
61 17 ad2antrr A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bxAy𝑸
62 simplr A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bxAy+𝑸z=y𝑸b
63 recclnq y𝑸*𝑸y𝑸
64 mulclnq z𝑸*𝑸y𝑸z𝑸*𝑸y𝑸
65 63 64 sylan2 z𝑸y𝑸z𝑸*𝑸y𝑸
66 65 ancoms y𝑸z𝑸z𝑸*𝑸y𝑸
67 ltmnq z𝑸*𝑸y𝑸y<𝑸xz𝑸*𝑸y𝑸y<𝑸z𝑸*𝑸y𝑸x
68 66 67 syl y𝑸z𝑸y<𝑸xz𝑸*𝑸y𝑸y<𝑸z𝑸*𝑸y𝑸x
69 mulassnq z𝑸*𝑸y𝑸y=z𝑸*𝑸y𝑸y
70 mulcomnq *𝑸y𝑸y=y𝑸*𝑸y
71 70 oveq2i z𝑸*𝑸y𝑸y=z𝑸y𝑸*𝑸y
72 69 71 eqtri z𝑸*𝑸y𝑸y=z𝑸y𝑸*𝑸y
73 recidnq y𝑸y𝑸*𝑸y=1𝑸
74 73 oveq2d y𝑸z𝑸y𝑸*𝑸y=z𝑸1𝑸
75 mulidnq z𝑸z𝑸1𝑸=z
76 74 75 sylan9eq y𝑸z𝑸z𝑸y𝑸*𝑸y=z
77 72 76 eqtrid y𝑸z𝑸z𝑸*𝑸y𝑸y=z
78 77 breq1d y𝑸z𝑸z𝑸*𝑸y𝑸y<𝑸z𝑸*𝑸y𝑸xz<𝑸z𝑸*𝑸y𝑸x
79 68 78 bitrd y𝑸z𝑸y<𝑸xz<𝑸z𝑸*𝑸y𝑸x
80 79 adantll x𝑸b𝑸y𝑸z𝑸y<𝑸xz<𝑸z𝑸*𝑸y𝑸x
81 mulnqf 𝑸:𝑸×𝑸𝑸
82 81 fdmi dom𝑸=𝑸×𝑸
83 82 48 ndmovrcl x𝑸b𝑸x𝑸b𝑸
84 83 simpld x𝑸b𝑸x𝑸
85 ltanq x𝑸z<𝑸z𝑸*𝑸y𝑸xx+𝑸z<𝑸x+𝑸z𝑸*𝑸y𝑸x
86 84 85 syl x𝑸b𝑸z<𝑸z𝑸*𝑸y𝑸xx+𝑸z<𝑸x+𝑸z𝑸*𝑸y𝑸x
87 86 adantr x𝑸b𝑸y𝑸z<𝑸z𝑸*𝑸y𝑸xx+𝑸z<𝑸x+𝑸z𝑸*𝑸y𝑸x
88 vex yV
89 ovex x𝑸*𝑸yV
90 mulcomnq u𝑸w=w𝑸u
91 distrnq u𝑸w+𝑸v=u𝑸w+𝑸u𝑸v
92 88 34 89 90 91 caovdir y+𝑸z𝑸x𝑸*𝑸y=y𝑸x𝑸*𝑸y+𝑸z𝑸x𝑸*𝑸y
93 vex xV
94 fvex *𝑸yV
95 mulassnq u𝑸w𝑸v=u𝑸w𝑸v
96 88 93 94 90 95 caov12 y𝑸x𝑸*𝑸y=x𝑸y𝑸*𝑸y
97 73 oveq2d y𝑸x𝑸y𝑸*𝑸y=x𝑸1𝑸
98 mulidnq x𝑸x𝑸1𝑸=x
99 84 98 syl x𝑸b𝑸x𝑸1𝑸=x
100 97 99 sylan9eqr x𝑸b𝑸y𝑸x𝑸y𝑸*𝑸y=x
101 96 100 eqtrid x𝑸b𝑸y𝑸y𝑸x𝑸*𝑸y=x
102 mulcomnq x𝑸*𝑸y=*𝑸y𝑸x
103 102 oveq2i z𝑸x𝑸*𝑸y=z𝑸*𝑸y𝑸x
104 mulassnq z𝑸*𝑸y𝑸x=z𝑸*𝑸y𝑸x
105 103 104 eqtr4i z𝑸x𝑸*𝑸y=z𝑸*𝑸y𝑸x
106 105 a1i x𝑸b𝑸y𝑸z𝑸x𝑸*𝑸y=z𝑸*𝑸y𝑸x
107 101 106 oveq12d x𝑸b𝑸y𝑸y𝑸x𝑸*𝑸y+𝑸z𝑸x𝑸*𝑸y=x+𝑸z𝑸*𝑸y𝑸x
108 92 107 eqtrid x𝑸b𝑸y𝑸y+𝑸z𝑸x𝑸*𝑸y=x+𝑸z𝑸*𝑸y𝑸x
109 108 breq2d x𝑸b𝑸y𝑸x+𝑸z<𝑸y+𝑸z𝑸x𝑸*𝑸yx+𝑸z<𝑸x+𝑸z𝑸*𝑸y𝑸x
110 87 109 bitr4d x𝑸b𝑸y𝑸z<𝑸z𝑸*𝑸y𝑸xx+𝑸z<𝑸y+𝑸z𝑸x𝑸*𝑸y
111 110 adantr x𝑸b𝑸y𝑸z𝑸z<𝑸z𝑸*𝑸y𝑸xx+𝑸z<𝑸y+𝑸z𝑸x𝑸*𝑸y
112 80 111 bitrd x𝑸b𝑸y𝑸z𝑸y<𝑸xx+𝑸z<𝑸y+𝑸z𝑸x𝑸*𝑸y
113 112 adantrr x𝑸b𝑸y𝑸z𝑸y+𝑸z=y𝑸by<𝑸xx+𝑸z<𝑸y+𝑸z𝑸x𝑸*𝑸y
114 ltanq z𝑸y<𝑸xz+𝑸y<𝑸z+𝑸x
115 addcomnq z+𝑸y=y+𝑸z
116 addcomnq z+𝑸x=x+𝑸z
117 115 116 breq12i z+𝑸y<𝑸z+𝑸xy+𝑸z<𝑸x+𝑸z
118 114 117 bitrdi z𝑸y<𝑸xy+𝑸z<𝑸x+𝑸z
119 118 ad2antrl x𝑸b𝑸y𝑸z𝑸y+𝑸z=y𝑸by<𝑸xy+𝑸z<𝑸x+𝑸z
120 oveq1 y+𝑸z=y𝑸by+𝑸z𝑸x𝑸*𝑸y=y𝑸b𝑸x𝑸*𝑸y
121 vex bV
122 88 121 93 90 95 94 caov411 y𝑸b𝑸x𝑸*𝑸y=x𝑸b𝑸y𝑸*𝑸y
123 73 oveq2d y𝑸x𝑸b𝑸y𝑸*𝑸y=x𝑸b𝑸1𝑸
124 mulidnq x𝑸b𝑸x𝑸b𝑸1𝑸=x𝑸b
125 123 124 sylan9eqr x𝑸b𝑸y𝑸x𝑸b𝑸y𝑸*𝑸y=x𝑸b
126 122 125 eqtrid x𝑸b𝑸y𝑸y𝑸b𝑸x𝑸*𝑸y=x𝑸b
127 120 126 sylan9eqr x𝑸b𝑸y𝑸y+𝑸z=y𝑸by+𝑸z𝑸x𝑸*𝑸y=x𝑸b
128 127 breq2d x𝑸b𝑸y𝑸y+𝑸z=y𝑸bx+𝑸z<𝑸y+𝑸z𝑸x𝑸*𝑸yx+𝑸z<𝑸x𝑸b
129 128 adantrl x𝑸b𝑸y𝑸z𝑸y+𝑸z=y𝑸bx+𝑸z<𝑸y+𝑸z𝑸x𝑸*𝑸yx+𝑸z<𝑸x𝑸b
130 113 119 129 3bitr3d x𝑸b𝑸y𝑸z𝑸y+𝑸z=y𝑸by+𝑸z<𝑸x+𝑸zx+𝑸z<𝑸x𝑸b
131 60 61 53 62 130 syl22anc A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bxAy+𝑸z<𝑸x+𝑸zx+𝑸z<𝑸x𝑸b
132 57 131 sylibd A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bxA¬x+𝑸zAx+𝑸z<𝑸x𝑸b
133 prcdnq A𝑷x𝑸bAx+𝑸z<𝑸x𝑸bx+𝑸zA
134 133 impancom A𝑷x+𝑸z<𝑸x𝑸bx𝑸bAx+𝑸zA
135 134 con3d A𝑷x+𝑸z<𝑸x𝑸b¬x+𝑸zA¬x𝑸bA
136 135 ex A𝑷x+𝑸z<𝑸x𝑸b¬x+𝑸zA¬x𝑸bA
137 136 com23 A𝑷¬x+𝑸zAx+𝑸z<𝑸x𝑸b¬x𝑸bA
138 37 137 syl A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bxA¬x+𝑸zAx+𝑸z<𝑸x𝑸b¬x𝑸bA
139 132 138 mpdd A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bxA¬x+𝑸zA¬x𝑸bA
140 139 reximdva A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bxA¬x+𝑸zAxA¬x𝑸bA
141 36 140 mpd A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAy+𝑸z=y𝑸bxA¬x𝑸bA
142 32 141 exlimddv A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAxA¬x𝑸bA
143 142 expr A𝑷1𝑸<𝑸byAy𝑸bAxA¬x𝑸bA
144 oveq1 x=yx𝑸b=y𝑸b
145 144 eleq1d x=yx𝑸bAy𝑸bA
146 145 notbid x=y¬x𝑸bA¬y𝑸bA
147 146 rspcev yA¬y𝑸bAxA¬x𝑸bA
148 147 ex yA¬y𝑸bAxA¬x𝑸bA
149 148 adantl A𝑷1𝑸<𝑸byA¬y𝑸bAxA¬x𝑸bA
150 143 149 pm2.61d A𝑷1𝑸<𝑸byAxA¬x𝑸bA
151 15 150 exlimddv A𝑷1𝑸<𝑸bxA¬x𝑸bA
152 11 151 vtoclg B𝑸A𝑷1𝑸<𝑸BxA¬x𝑸BA
153 4 152 mpcom A𝑷1𝑸<𝑸BxA¬x𝑸BA