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Theorem readdscl

Description: The surreal reals are closed under addition. Part of theorem 13(ii) of Conway p. 24. (Contributed by Scott Fenton, 15-Apr-2025)

Ref Expression
Assertion readdscl ⊢ A ∈ ℝ s ∧ B ∈ ℝ s → A + s B ∈ ℝ s

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 addscl ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → A + s B ∈ No
2 1 adantr ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ m < s B ∧ B < s m ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → A + s B ∈ No
3 nnaddscl ⊢ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s → n + s m ∈ ℕ s
4 3 adantr ⊢ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → n + s m ∈ ℕ s
5 4 adantl ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → n + s m ∈ ℕ s
6 simprll ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → n ∈ ℕ s
7 6 nnnod ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → n ∈ No
8 simprlr ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → m ∈ ℕ s
9 8 nnnod ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → m ∈ No
10 negsdi ⊢ n ∈ No ∧ m ∈ No → + s ⁡ n + s m = + s ⁡ n + s + s ⁡ m
11 7 9 10 syl2anc ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → + s ⁡ n + s m = + s ⁡ n + s + s ⁡ m
12 7 negscld ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → + s ⁡ n ∈ No
13 9 negscld ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → + s ⁡ m ∈ No
14 simpll ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → A ∈ No
15 simplr ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → B ∈ No
16 simprll ⊢ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → + s ⁡ n < s A
17 16 adantl ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → + s ⁡ n < s A
18 simprrl ⊢ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → + s ⁡ m < s B
19 18 adantl ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → + s ⁡ m < s B
20 12 13 14 15 17 19 lt2addsd ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → + s ⁡ n + s + s ⁡ m < s A + s B
21 11 20 eqbrtrd ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → + s ⁡ n + s m < s A + s B
22 simprlr ⊢ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → A < s n
23 22 adantl ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → A < s n
24 simprrr ⊢ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → B < s m
25 24 adantl ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → B < s m
26 14 15 7 9 23 25 lt2addsd ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → A + s B < s n + s m
27 fveq2 ⊢ p = n + s m → + s ⁡ p = + s ⁡ n + s m
28 27 breq1d ⊢ p = n + s m → + s ⁡ p < s A + s B ↔ + s ⁡ n + s m < s A + s B
29 breq2 ⊢ p = n + s m → A + s B < s p ↔ A + s B < s n + s m
30 28 29 anbi12d ⊢ p = n + s m → + s ⁡ p < s A + s B ∧ A + s B < s p ↔ + s ⁡ n + s m < s A + s B ∧ A + s B < s n + s m
31 30 rspcev ⊢ n + s m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n + s m < s A + s B ∧ A + s B < s n + s m → ∃ p ∈ ℕ s + s ⁡ p < s A + s B ∧ A + s B < s p
32 5 21 26 31 syl12anc ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s ∧ + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → ∃ p ∈ ℕ s + s ⁡ p < s A + s B ∧ A + s B < s p
33 32 expr ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s ∧ m ∈ ℕ s → + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → ∃ p ∈ ℕ s + s ⁡ p < s A + s B ∧ A + s B < s p
34 33 rexlimdvva ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → ∃ n ∈ ℕ s ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m → ∃ p ∈ ℕ s + s ⁡ p < s A + s B ∧ A + s B < s p
35 simpl ⊢ ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n → ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n
36 simpl ⊢ ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ m < s B ∧ B < s m ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ m < s B ∧ B < s m
37 35 36 anim12i ⊢ ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ m < s B ∧ B < s m ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ m < s B ∧ B < s m
38 reeanv ⊢ ∃ n ∈ ℕ s ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m ↔ ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ m < s B ∧ B < s m
39 37 38 sylibr ⊢ ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ m < s B ∧ B < s m ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → ∃ n ∈ ℕ s ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ + s ⁡ m < s B ∧ B < s m
40 34 39 impel ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ m < s B ∧ B < s m ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → ∃ p ∈ ℕ s + s ⁡ p < s A + s B ∧ A + s B < s p
41 simpr ⊢ ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n → A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n
42 simpr ⊢ ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ m < s B ∧ B < s m ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m
43 41 42 anim12i ⊢ ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ m < s B ∧ B < s m ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m
44 simpll ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → A ∈ No
45 recut ⊢ A ∈ No → x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n ≪ s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n
46 44 45 syl ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n ≪ s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n
47 simplr ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → B ∈ No
48 recut ⊢ B ∈ No → y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m ≪ s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m
49 47 48 syl ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m ≪ s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m
50 simprl ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n
51 simprr ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m
52 46 49 50 51 addsunif ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → A + s B = z | ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n z = t + s B ∪ z | ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m z = A + s t | s z | ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n z = t + s B ∪ z | ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m z = A + s t
53 ovex ⊢ A - s 1 s / su n ∈ V
54 oveq1 ⊢ t = A - s 1 s / su n → t + s B = A - s 1 s / su n + s B
55 54 eqeq2d ⊢ t = A - s 1 s / su n → z = t + s B ↔ z = A - s 1 s / su n + s B
56 53 55 ceqsexv ⊢ ∃ t t = A - s 1 s / su n ∧ z = t + s B ↔ z = A - s 1 s / su n + s B
57 simpll ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s → A ∈ No
58 simplr ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s → B ∈ No
59 1no ⊢ 1 s ∈ No
60 59 a1i ⊢ n ∈ ℕ s → 1 s ∈ No
61 nnno ⊢ n ∈ ℕ s → n ∈ No
62 nnne0s ⊢ n ∈ ℕ s → n ≠ 0 s
63 60 61 62 divscld ⊢ n ∈ ℕ s → 1 s / su n ∈ No
64 63 adantl ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s → 1 s / su n ∈ No
65 57 58 64 addsubsd ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s → A + s B - s 1 s / su n = A - s 1 s / su n + s B
66 65 eqeq2d ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s → z = A + s B - s 1 s / su n ↔ z = A - s 1 s / su n + s B
67 56 66 bitr4id ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s → ∃ t t = A - s 1 s / su n ∧ z = t + s B ↔ z = A + s B - s 1 s / su n
68 67 rexbidva ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → ∃ n ∈ ℕ s ∃ t t = A - s 1 s / su n ∧ z = t + s B ↔ ∃ n ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su n
69 r19.41v ⊢ ∃ n ∈ ℕ s t = A - s 1 s / su n ∧ z = t + s B ↔ ∃ n ∈ ℕ s t = A - s 1 s / su n ∧ z = t + s B
70 69 exbii ⊢ ∃ t ∃ n ∈ ℕ s t = A - s 1 s / su n ∧ z = t + s B ↔ ∃ t ∃ n ∈ ℕ s t = A - s 1 s / su n ∧ z = t + s B
71 rexcom4 ⊢ ∃ n ∈ ℕ s ∃ t t = A - s 1 s / su n ∧ z = t + s B ↔ ∃ t ∃ n ∈ ℕ s t = A - s 1 s / su n ∧ z = t + s B
72 eqeq1 ⊢ x = t → x = A - s 1 s / su n ↔ t = A - s 1 s / su n
73 72 rexbidv ⊢ x = t → ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n ↔ ∃ n ∈ ℕ s t = A - s 1 s / su n
74 73 rexab ⊢ ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n z = t + s B ↔ ∃ t ∃ n ∈ ℕ s t = A - s 1 s / su n ∧ z = t + s B
75 70 71 74 3bitr4ri ⊢ ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n z = t + s B ↔ ∃ n ∈ ℕ s ∃ t t = A - s 1 s / su n ∧ z = t + s B
76 oveq2 ⊢ p = n → 1 s / su p = 1 s / su n
77 76 oveq2d ⊢ p = n → A + s B - s 1 s / su p = A + s B - s 1 s / su n
78 77 eqeq2d ⊢ p = n → z = A + s B - s 1 s / su p ↔ z = A + s B - s 1 s / su n
79 78 cbvrexvw ⊢ ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p ↔ ∃ n ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su n
80 68 75 79 3bitr4g ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n z = t + s B ↔ ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p
81 80 abbidv ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → z | ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n z = t + s B = z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p
82 ovex ⊢ B - s 1 s / su m ∈ V
83 oveq2 ⊢ t = B - s 1 s / su m → A + s t = A + s B - s 1 s / su m
84 83 eqeq2d ⊢ t = B - s 1 s / su m → z = A + s t ↔ z = A + s B - s 1 s / su m
85 82 84 ceqsexv ⊢ ∃ t t = B - s 1 s / su m ∧ z = A + s t ↔ z = A + s B - s 1 s / su m
86 simpll ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ m ∈ ℕ s → A ∈ No
87 simplr ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ m ∈ ℕ s → B ∈ No
88 59 a1i ⊢ m ∈ ℕ s → 1 s ∈ No
89 nnno ⊢ m ∈ ℕ s → m ∈ No
90 nnne0s ⊢ m ∈ ℕ s → m ≠ 0 s
91 88 89 90 divscld ⊢ m ∈ ℕ s → 1 s / su m ∈ No
92 91 adantl ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ m ∈ ℕ s → 1 s / su m ∈ No
93 86 87 92 addsubsassd ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ m ∈ ℕ s → A + s B - s 1 s / su m = A + s B - s 1 s / su m
94 93 eqeq2d ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ m ∈ ℕ s → z = A + s B - s 1 s / su m ↔ z = A + s B - s 1 s / su m
95 85 94 bitr4id ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ m ∈ ℕ s → ∃ t t = B - s 1 s / su m ∧ z = A + s t ↔ z = A + s B - s 1 s / su m
96 95 rexbidva ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → ∃ m ∈ ℕ s ∃ t t = B - s 1 s / su m ∧ z = A + s t ↔ ∃ m ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su m
97 r19.41v ⊢ ∃ m ∈ ℕ s t = B - s 1 s / su m ∧ z = A + s t ↔ ∃ m ∈ ℕ s t = B - s 1 s / su m ∧ z = A + s t
98 97 exbii ⊢ ∃ t ∃ m ∈ ℕ s t = B - s 1 s / su m ∧ z = A + s t ↔ ∃ t ∃ m ∈ ℕ s t = B - s 1 s / su m ∧ z = A + s t
99 rexcom4 ⊢ ∃ m ∈ ℕ s ∃ t t = B - s 1 s / su m ∧ z = A + s t ↔ ∃ t ∃ m ∈ ℕ s t = B - s 1 s / su m ∧ z = A + s t
100 eqeq1 ⊢ y = t → y = B - s 1 s / su m ↔ t = B - s 1 s / su m
101 100 rexbidv ⊢ y = t → ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m ↔ ∃ m ∈ ℕ s t = B - s 1 s / su m
102 101 rexab ⊢ ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m z = A + s t ↔ ∃ t ∃ m ∈ ℕ s t = B - s 1 s / su m ∧ z = A + s t
103 98 99 102 3bitr4ri ⊢ ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m z = A + s t ↔ ∃ m ∈ ℕ s ∃ t t = B - s 1 s / su m ∧ z = A + s t
104 oveq2 ⊢ p = m → 1 s / su p = 1 s / su m
105 104 oveq2d ⊢ p = m → A + s B - s 1 s / su p = A + s B - s 1 s / su m
106 105 eqeq2d ⊢ p = m → z = A + s B - s 1 s / su p ↔ z = A + s B - s 1 s / su m
107 106 cbvrexvw ⊢ ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p ↔ ∃ m ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su m
108 96 103 107 3bitr4g ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m z = A + s t ↔ ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p
109 108 abbidv ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → z | ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m z = A + s t = z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p
110 81 109 uneq12d ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → z | ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n z = t + s B ∪ z | ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m z = A + s t = z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p ∪ z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p
111 unidm ⊢ z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p ∪ z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p = z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p
112 110 111 eqtrdi ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → z | ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n z = t + s B ∪ z | ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m z = A + s t = z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p
113 ovex ⊢ A + s 1 s / su n ∈ V
114 oveq1 ⊢ t = A + s 1 s / su n → t + s B = A + s 1 s / su n + s B
115 114 eqeq2d ⊢ t = A + s 1 s / su n → z = t + s B ↔ z = A + s 1 s / su n + s B
116 113 115 ceqsexv ⊢ ∃ t t = A + s 1 s / su n ∧ z = t + s B ↔ z = A + s 1 s / su n + s B
117 57 64 58 adds32d ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s → A + s 1 s / su n + s B = A + s B + s 1 s / su n
118 117 eqeq2d ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s → z = A + s 1 s / su n + s B ↔ z = A + s B + s 1 s / su n
119 116 118 bitrid ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ n ∈ ℕ s → ∃ t t = A + s 1 s / su n ∧ z = t + s B ↔ z = A + s B + s 1 s / su n
120 119 rexbidva ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → ∃ n ∈ ℕ s ∃ t t = A + s 1 s / su n ∧ z = t + s B ↔ ∃ n ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su n
121 r19.41v ⊢ ∃ n ∈ ℕ s t = A + s 1 s / su n ∧ z = t + s B ↔ ∃ n ∈ ℕ s t = A + s 1 s / su n ∧ z = t + s B
122 121 exbii ⊢ ∃ t ∃ n ∈ ℕ s t = A + s 1 s / su n ∧ z = t + s B ↔ ∃ t ∃ n ∈ ℕ s t = A + s 1 s / su n ∧ z = t + s B
123 rexcom4 ⊢ ∃ n ∈ ℕ s ∃ t t = A + s 1 s / su n ∧ z = t + s B ↔ ∃ t ∃ n ∈ ℕ s t = A + s 1 s / su n ∧ z = t + s B
124 eqeq1 ⊢ x = t → x = A + s 1 s / su n ↔ t = A + s 1 s / su n
125 124 rexbidv ⊢ x = t → ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ↔ ∃ n ∈ ℕ s t = A + s 1 s / su n
126 125 rexab ⊢ ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n z = t + s B ↔ ∃ t ∃ n ∈ ℕ s t = A + s 1 s / su n ∧ z = t + s B
127 122 123 126 3bitr4ri ⊢ ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n z = t + s B ↔ ∃ n ∈ ℕ s ∃ t t = A + s 1 s / su n ∧ z = t + s B
128 76 oveq2d ⊢ p = n → A + s B + s 1 s / su p = A + s B + s 1 s / su n
129 128 eqeq2d ⊢ p = n → z = A + s B + s 1 s / su p ↔ z = A + s B + s 1 s / su n
130 129 cbvrexvw ⊢ ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p ↔ ∃ n ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su n
131 120 127 130 3bitr4g ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n z = t + s B ↔ ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p
132 131 abbidv ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → z | ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n z = t + s B = z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p
133 ovex ⊢ B + s 1 s / su m ∈ V
134 oveq2 ⊢ t = B + s 1 s / su m → A + s t = A + s B + s 1 s / su m
135 134 eqeq2d ⊢ t = B + s 1 s / su m → z = A + s t ↔ z = A + s B + s 1 s / su m
136 133 135 ceqsexv ⊢ ∃ t t = B + s 1 s / su m ∧ z = A + s t ↔ z = A + s B + s 1 s / su m
137 86 87 92 addsassd ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ m ∈ ℕ s → A + s B + s 1 s / su m = A + s B + s 1 s / su m
138 137 eqeq2d ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ m ∈ ℕ s → z = A + s B + s 1 s / su m ↔ z = A + s B + s 1 s / su m
139 136 138 bitr4id ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ m ∈ ℕ s → ∃ t t = B + s 1 s / su m ∧ z = A + s t ↔ z = A + s B + s 1 s / su m
140 139 rexbidva ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → ∃ m ∈ ℕ s ∃ t t = B + s 1 s / su m ∧ z = A + s t ↔ ∃ m ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su m
141 r19.41v ⊢ ∃ m ∈ ℕ s t = B + s 1 s / su m ∧ z = A + s t ↔ ∃ m ∈ ℕ s t = B + s 1 s / su m ∧ z = A + s t
142 141 exbii ⊢ ∃ t ∃ m ∈ ℕ s t = B + s 1 s / su m ∧ z = A + s t ↔ ∃ t ∃ m ∈ ℕ s t = B + s 1 s / su m ∧ z = A + s t
143 rexcom4 ⊢ ∃ m ∈ ℕ s ∃ t t = B + s 1 s / su m ∧ z = A + s t ↔ ∃ t ∃ m ∈ ℕ s t = B + s 1 s / su m ∧ z = A + s t
144 eqeq1 ⊢ y = t → y = B + s 1 s / su m ↔ t = B + s 1 s / su m
145 144 rexbidv ⊢ y = t → ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m ↔ ∃ m ∈ ℕ s t = B + s 1 s / su m
146 145 rexab ⊢ ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m z = A + s t ↔ ∃ t ∃ m ∈ ℕ s t = B + s 1 s / su m ∧ z = A + s t
147 142 143 146 3bitr4ri ⊢ ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m z = A + s t ↔ ∃ m ∈ ℕ s ∃ t t = B + s 1 s / su m ∧ z = A + s t
148 104 oveq2d ⊢ p = m → A + s B + s 1 s / su p = A + s B + s 1 s / su m
149 148 eqeq2d ⊢ p = m → z = A + s B + s 1 s / su p ↔ z = A + s B + s 1 s / su m
150 149 cbvrexvw ⊢ ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p ↔ ∃ m ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su m
151 140 147 150 3bitr4g ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m z = A + s t ↔ ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p
152 151 abbidv ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → z | ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m z = A + s t = z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p
153 132 152 uneq12d ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → z | ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n z = t + s B ∪ z | ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m z = A + s t = z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p ∪ z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p
154 unidm ⊢ z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p ∪ z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p = z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p
155 153 154 eqtrdi ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → z | ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n z = t + s B ∪ z | ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m z = A + s t = z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p
156 112 155 oveq12d ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No → z | ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n z = t + s B ∪ z | ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m z = A + s t | s z | ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n z = t + s B ∪ z | ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m z = A + s t = z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p | s z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p
157 156 adantr ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → z | ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n z = t + s B ∪ z | ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m z = A + s t | s z | ∃ t ∈ x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n z = t + s B ∪ z | ∃ t ∈ y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m z = A + s t = z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p | s z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p
158 52 157 eqtrd ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → A + s B = z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p | s z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p
159 43 158 sylan2 ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ m < s B ∧ B < s m ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → A + s B = z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p | s z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p
160 2 40 159 jca32 ⊢ A ∈ No ∧ B ∈ No ∧ ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ m < s B ∧ B < s m ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → A + s B ∈ No ∧ ∃ p ∈ ℕ s + s ⁡ p < s A + s B ∧ A + s B < s p ∧ A + s B = z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p | s z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p
161 160 an4s ⊢ A ∈ No ∧ ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ B ∈ No ∧ ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ m < s B ∧ B < s m ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m → A + s B ∈ No ∧ ∃ p ∈ ℕ s + s ⁡ p < s A + s B ∧ A + s B < s p ∧ A + s B = z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p | s z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p
162 elreno ⊢ A ∈ ℝ s ↔ A ∈ No ∧ ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n
163 elreno ⊢ B ∈ ℝ s ↔ B ∈ No ∧ ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ m < s B ∧ B < s m ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m
164 162 163 anbi12i ⊢ A ∈ ℝ s ∧ B ∈ ℝ s ↔ A ∈ No ∧ ∃ n ∈ ℕ s + s ⁡ n < s A ∧ A < s n ∧ A = x | ∃ n ∈ ℕ s x = A - s 1 s / su n | s x | ∃ n ∈ ℕ s x = A + s 1 s / su n ∧ B ∈ No ∧ ∃ m ∈ ℕ s + s ⁡ m < s B ∧ B < s m ∧ B = y | ∃ m ∈ ℕ s y = B - s 1 s / su m | s y | ∃ m ∈ ℕ s y = B + s 1 s / su m
165 elreno ⊢ A + s B ∈ ℝ s ↔ A + s B ∈ No ∧ ∃ p ∈ ℕ s + s ⁡ p < s A + s B ∧ A + s B < s p ∧ A + s B = z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B - s 1 s / su p | s z | ∃ p ∈ ℕ s z = A + s B + s 1 s / su p
166 161 164 165 3imtr4i ⊢ A ∈ ℝ s ∧ B ∈ ℝ s → A + s B ∈ ℝ s