Metamath Proof Explorer


Theorem vitalilem1

Description: Lemma for vitali . (Contributed by Mario Carneiro, 16-Jun-2014) (Proof shortened by AV, 1-May-2021)

Ref Expression
Hypothesis vitali.1 ⊢ ∼ ˙ = x y | x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 1 ∧ x − y ∈ ℚ
Assertion vitalilem1 ⊢ ∼ ˙ Er 0 1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 vitali.1 ⊢ ∼ ˙ = x y | x ∈ 0 1 ∧ y ∈ 0 1 ∧ x − y ∈ ℚ
2 1 relopabiv ⊢ Rel ⁡ ∼ ˙
3 simplr ⊢ u ∈ 0 1 ∧ v ∈ 0 1 ∧ u − v ∈ ℚ → v ∈ 0 1
4 simpll ⊢ u ∈ 0 1 ∧ v ∈ 0 1 ∧ u − v ∈ ℚ → u ∈ 0 1
5 unitssre ⊢ 0 1 ⊆ ℝ
6 5 sseli ⊢ u ∈ 0 1 → u ∈ ℝ
7 6 recnd ⊢ u ∈ 0 1 → u ∈ ℂ
8 7 ad2antrr ⊢ u ∈ 0 1 ∧ v ∈ 0 1 ∧ u − v ∈ ℚ → u ∈ ℂ
9 5 sseli ⊢ v ∈ 0 1 → v ∈ ℝ
10 9 recnd ⊢ v ∈ 0 1 → v ∈ ℂ
11 10 ad2antlr ⊢ u ∈ 0 1 ∧ v ∈ 0 1 ∧ u − v ∈ ℚ → v ∈ ℂ
12 8 11 negsubdi2d ⊢ u ∈ 0 1 ∧ v ∈ 0 1 ∧ u − v ∈ ℚ → − u − v = v − u
13 qnegcl ⊢ u − v ∈ ℚ → − u − v ∈ ℚ
14 13 adantl ⊢ u ∈ 0 1 ∧ v ∈ 0 1 ∧ u − v ∈ ℚ → − u − v ∈ ℚ
15 12 14 eqeltrrd ⊢ u ∈ 0 1 ∧ v ∈ 0 1 ∧ u − v ∈ ℚ → v − u ∈ ℚ
16 3 4 15 jca31 ⊢ u ∈ 0 1 ∧ v ∈ 0 1 ∧ u − v ∈ ℚ → v ∈ 0 1 ∧ u ∈ 0 1 ∧ v − u ∈ ℚ
17 oveq12 ⊢ x = u ∧ y = v → x − y = u − v
18 17 eleq1d ⊢ x = u ∧ y = v → x − y ∈ ℚ ↔ u − v ∈ ℚ
19 18 1 brab2a ⊢ u ∼ ˙ v ↔ u ∈ 0 1 ∧ v ∈ 0 1 ∧ u − v ∈ ℚ
20 oveq12 ⊢ x = v ∧ y = u → x − y = v − u
21 20 eleq1d ⊢ x = v ∧ y = u → x − y ∈ ℚ ↔ v − u ∈ ℚ
22 21 1 brab2a ⊢ v ∼ ˙ u ↔ v ∈ 0 1 ∧ u ∈ 0 1 ∧ v − u ∈ ℚ
23 16 19 22 3imtr4i ⊢ u ∼ ˙ v → v ∼ ˙ u
24 19 birani ⊢ u ∼ ˙ v ∧ v ∼ ˙ w → u ∈ 0 1 ∧ v ∈ 0 1 ∧ u − v ∈ ℚ
25 24 simpld ⊢ u ∼ ˙ v ∧ v ∼ ˙ w → u ∈ 0 1 ∧ v ∈ 0 1
26 25 simpld ⊢ u ∼ ˙ v ∧ v ∼ ˙ w → u ∈ 0 1
27 oveq12 ⊢ x = v ∧ y = w → x − y = v − w
28 27 eleq1d ⊢ x = v ∧ y = w → x − y ∈ ℚ ↔ v − w ∈ ℚ
29 28 1 brab2a ⊢ v ∼ ˙ w ↔ v ∈ 0 1 ∧ w ∈ 0 1 ∧ v − w ∈ ℚ
30 29 bilani ⊢ u ∼ ˙ v ∧ v ∼ ˙ w → v ∈ 0 1 ∧ w ∈ 0 1 ∧ v − w ∈ ℚ
31 30 simpld ⊢ u ∼ ˙ v ∧ v ∼ ˙ w → v ∈ 0 1 ∧ w ∈ 0 1
32 31 simprd ⊢ u ∼ ˙ v ∧ v ∼ ˙ w → w ∈ 0 1
33 26 7 syl ⊢ u ∼ ˙ v ∧ v ∼ ˙ w → u ∈ ℂ
34 24 11 syl ⊢ u ∼ ˙ v ∧ v ∼ ˙ w → v ∈ ℂ
35 5 32 sselid ⊢ u ∼ ˙ v ∧ v ∼ ˙ w → w ∈ ℝ
36 35 recnd ⊢ u ∼ ˙ v ∧ v ∼ ˙ w → w ∈ ℂ
37 33 34 36 npncand ⊢ u ∼ ˙ v ∧ v ∼ ˙ w → u − v + v - w = u − w
38 24 simprd ⊢ u ∼ ˙ v ∧ v ∼ ˙ w → u − v ∈ ℚ
39 30 simprd ⊢ u ∼ ˙ v ∧ v ∼ ˙ w → v − w ∈ ℚ
40 qaddcl ⊢ u − v ∈ ℚ ∧ v − w ∈ ℚ → u − v + v - w ∈ ℚ
41 38 39 40 syl2anc ⊢ u ∼ ˙ v ∧ v ∼ ˙ w → u − v + v - w ∈ ℚ
42 37 41 eqeltrrd ⊢ u ∼ ˙ v ∧ v ∼ ˙ w → u − w ∈ ℚ
43 oveq12 ⊢ x = u ∧ y = w → x − y = u − w
44 43 eleq1d ⊢ x = u ∧ y = w → x − y ∈ ℚ ↔ u − w ∈ ℚ
45 44 1 brab2a ⊢ u ∼ ˙ w ↔ u ∈ 0 1 ∧ w ∈ 0 1 ∧ u − w ∈ ℚ
46 26 32 42 45 syl21anbrc ⊢ u ∼ ˙ v ∧ v ∼ ˙ w → u ∼ ˙ w
47 7 subidd ⊢ u ∈ 0 1 → u − u = 0
48 0z ⊢ 0 ∈ ℤ
49 zq ⊢ 0 ∈ ℤ → 0 ∈ ℚ
50 48 49 ax-mp ⊢ 0 ∈ ℚ
51 47 50 eqeltrdi ⊢ u ∈ 0 1 → u − u ∈ ℚ
52 51 adantr ⊢ u ∈ 0 1 ∧ u ∈ 0 1 → u − u ∈ ℚ
53 52 pm4.71i ⊢ u ∈ 0 1 ∧ u ∈ 0 1 ↔ u ∈ 0 1 ∧ u ∈ 0 1 ∧ u − u ∈ ℚ
54 pm4.24 ⊢ u ∈ 0 1 ↔ u ∈ 0 1 ∧ u ∈ 0 1
55 oveq12 ⊢ x = u ∧ y = u → x − y = u − u
56 55 eleq1d ⊢ x = u ∧ y = u → x − y ∈ ℚ ↔ u − u ∈ ℚ
57 56 1 brab2a ⊢ u ∼ ˙ u ↔ u ∈ 0 1 ∧ u ∈ 0 1 ∧ u − u ∈ ℚ
58 53 54 57 3bitr4i ⊢ u ∈ 0 1 ↔ u ∼ ˙ u
59 2 23 46 58 iseri ⊢ ∼ ˙ Er 0 1