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Theorem xadddilem

Description: Lemma for xadddi . (Contributed by Mario Carneiro, 20-Aug-2015)

Ref Expression
Assertion xadddilem AB*C*0<AA𝑒B+𝑒C=A𝑒B+𝑒A𝑒C

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simpl1 AB*C*0<AA
2 recn AA
3 recn BB
4 recn CC
5 adddi ABCAB+C=AB+AC
6 2 3 4 5 syl3an ABCAB+C=AB+AC
7 6 3expa ABCAB+C=AB+AC
8 readdcl BCB+C
9 rexmul AB+CA𝑒B+C=AB+C
10 8 9 sylan2 ABCA𝑒B+C=AB+C
11 10 anassrs ABCA𝑒B+C=AB+C
12 remulcl ABAB
13 12 adantr ABCAB
14 remulcl ACAC
15 14 adantlr ABCAC
16 13 15 rexaddd ABCAB+𝑒AC=AB+AC
17 7 11 16 3eqtr4d ABCA𝑒B+C=AB+𝑒AC
18 rexadd BCB+𝑒C=B+C
19 18 adantll ABCB+𝑒C=B+C
20 19 oveq2d ABCA𝑒B+𝑒C=A𝑒B+C
21 rexmul ABA𝑒B=AB
22 21 adantr ABCA𝑒B=AB
23 rexmul ACA𝑒C=AC
24 23 adantlr ABCA𝑒C=AC
25 22 24 oveq12d ABCA𝑒B+𝑒A𝑒C=AB+𝑒AC
26 17 20 25 3eqtr4d ABCA𝑒B+𝑒C=A𝑒B+𝑒A𝑒C
27 1 26 sylanl1 AB*C*0<ABCA𝑒B+𝑒C=A𝑒B+𝑒A𝑒C
28 rexr AA*
29 28 3ad2ant1 AB*C*A*
30 xmulpnf1 A*0<AA𝑒+∞=+∞
31 29 30 sylan AB*C*0<AA𝑒+∞=+∞
32 31 adantr AB*C*0<ABA𝑒+∞=+∞
33 21 12 eqeltrd ABA𝑒B
34 1 33 sylan AB*C*0<ABA𝑒B
35 rexr A𝑒BA𝑒B*
36 renemnf A𝑒BA𝑒B−∞
37 xaddpnf1 A𝑒B*A𝑒B−∞A𝑒B+𝑒+∞=+∞
38 35 36 37 syl2anc A𝑒BA𝑒B+𝑒+∞=+∞
39 34 38 syl AB*C*0<ABA𝑒B+𝑒+∞=+∞
40 32 39 eqtr4d AB*C*0<ABA𝑒+∞=A𝑒B+𝑒+∞
41 40 adantr AB*C*0<ABC=+∞A𝑒+∞=A𝑒B+𝑒+∞
42 oveq2 C=+∞B+𝑒C=B+𝑒+∞
43 rexr BB*
44 renemnf BB−∞
45 xaddpnf1 B*B−∞B+𝑒+∞=+∞
46 43 44 45 syl2anc BB+𝑒+∞=+∞
47 46 adantl AB*C*0<ABB+𝑒+∞=+∞
48 42 47 sylan9eqr AB*C*0<ABC=+∞B+𝑒C=+∞
49 48 oveq2d AB*C*0<ABC=+∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒+∞
50 oveq2 C=+∞A𝑒C=A𝑒+∞
51 50 32 sylan9eqr AB*C*0<ABC=+∞A𝑒C=+∞
52 51 oveq2d AB*C*0<ABC=+∞A𝑒B+𝑒A𝑒C=A𝑒B+𝑒+∞
53 41 49 52 3eqtr4d AB*C*0<ABC=+∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒B+𝑒A𝑒C
54 xmulmnf1 A*0<AA𝑒−∞=−∞
55 29 54 sylan AB*C*0<AA𝑒−∞=−∞
56 55 adantr AB*C*0<ABA𝑒−∞=−∞
57 56 adantr AB*C*0<ABC=−∞A𝑒−∞=−∞
58 34 adantr AB*C*0<ABC=−∞A𝑒B
59 renepnf A𝑒BA𝑒B+∞
60 xaddmnf1 A𝑒B*A𝑒B+∞A𝑒B+𝑒−∞=−∞
61 35 59 60 syl2anc A𝑒BA𝑒B+𝑒−∞=−∞
62 58 61 syl AB*C*0<ABC=−∞A𝑒B+𝑒−∞=−∞
63 57 62 eqtr4d AB*C*0<ABC=−∞A𝑒−∞=A𝑒B+𝑒−∞
64 oveq2 C=−∞B+𝑒C=B+𝑒−∞
65 renepnf BB+∞
66 xaddmnf1 B*B+∞B+𝑒−∞=−∞
67 43 65 66 syl2anc BB+𝑒−∞=−∞
68 67 adantl AB*C*0<ABB+𝑒−∞=−∞
69 64 68 sylan9eqr AB*C*0<ABC=−∞B+𝑒C=−∞
70 69 oveq2d AB*C*0<ABC=−∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒−∞
71 oveq2 C=−∞A𝑒C=A𝑒−∞
72 71 56 sylan9eqr AB*C*0<ABC=−∞A𝑒C=−∞
73 72 oveq2d AB*C*0<ABC=−∞A𝑒B+𝑒A𝑒C=A𝑒B+𝑒−∞
74 63 70 73 3eqtr4d AB*C*0<ABC=−∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒B+𝑒A𝑒C
75 simpl3 AB*C*0<AC*
76 elxr C*CC=+∞C=−∞
77 75 76 sylib AB*C*0<ACC=+∞C=−∞
78 77 adantr AB*C*0<ABCC=+∞C=−∞
79 27 53 74 78 mpjao3dan AB*C*0<ABA𝑒B+𝑒C=A𝑒B+𝑒A𝑒C
80 31 ad2antrr AB*C*0<AB=+∞CA𝑒+∞=+∞
81 1 adantr AB*C*0<AB=+∞A
82 23 14 eqeltrd ACA𝑒C
83 81 82 sylan AB*C*0<AB=+∞CA𝑒C
84 rexr A𝑒CA𝑒C*
85 renemnf A𝑒CA𝑒C−∞
86 xaddpnf2 A𝑒C*A𝑒C−∞+∞+𝑒A𝑒C=+∞
87 84 85 86 syl2anc A𝑒C+∞+𝑒A𝑒C=+∞
88 83 87 syl AB*C*0<AB=+∞C+∞+𝑒A𝑒C=+∞
89 80 88 eqtr4d AB*C*0<AB=+∞CA𝑒+∞=+∞+𝑒A𝑒C
90 simpr AB*C*0<AB=+∞B=+∞
91 90 oveq1d AB*C*0<AB=+∞B+𝑒C=+∞+𝑒C
92 rexr CC*
93 renemnf CC−∞
94 xaddpnf2 C*C−∞+∞+𝑒C=+∞
95 92 93 94 syl2anc C+∞+𝑒C=+∞
96 91 95 sylan9eq AB*C*0<AB=+∞CB+𝑒C=+∞
97 96 oveq2d AB*C*0<AB=+∞CA𝑒B+𝑒C=A𝑒+∞
98 oveq2 B=+∞A𝑒B=A𝑒+∞
99 98 31 sylan9eqr AB*C*0<AB=+∞A𝑒B=+∞
100 99 adantr AB*C*0<AB=+∞CA𝑒B=+∞
101 100 oveq1d AB*C*0<AB=+∞CA𝑒B+𝑒A𝑒C=+∞+𝑒A𝑒C
102 89 97 101 3eqtr4d AB*C*0<AB=+∞CA𝑒B+𝑒C=A𝑒B+𝑒A𝑒C
103 pnfxr +∞*
104 pnfnemnf +∞−∞
105 xaddpnf1 +∞*+∞−∞+∞+𝑒+∞=+∞
106 103 104 105 mp2an +∞+𝑒+∞=+∞
107 31 31 oveq12d AB*C*0<AA𝑒+∞+𝑒A𝑒+∞=+∞+𝑒+∞
108 106 107 31 3eqtr4a AB*C*0<AA𝑒+∞+𝑒A𝑒+∞=A𝑒+∞
109 108 ad2antrr AB*C*0<AB=+∞C=+∞A𝑒+∞+𝑒A𝑒+∞=A𝑒+∞
110 98 50 oveqan12d B=+∞C=+∞A𝑒B+𝑒A𝑒C=A𝑒+∞+𝑒A𝑒+∞
111 110 adantll AB*C*0<AB=+∞C=+∞A𝑒B+𝑒A𝑒C=A𝑒+∞+𝑒A𝑒+∞
112 oveq12 B=+∞C=+∞B+𝑒C=+∞+𝑒+∞
113 112 106 eqtrdi B=+∞C=+∞B+𝑒C=+∞
114 113 oveq2d B=+∞C=+∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒+∞
115 114 adantll AB*C*0<AB=+∞C=+∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒+∞
116 109 111 115 3eqtr4rd AB*C*0<AB=+∞C=+∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒B+𝑒A𝑒C
117 pnfaddmnf +∞+𝑒−∞=0
118 31 55 oveq12d AB*C*0<AA𝑒+∞+𝑒A𝑒−∞=+∞+𝑒−∞
119 xmul01 A*A𝑒0=0
120 1 28 119 3syl AB*C*0<AA𝑒0=0
121 117 118 120 3eqtr4a AB*C*0<AA𝑒+∞+𝑒A𝑒−∞=A𝑒0
122 121 ad2antrr AB*C*0<AB=+∞C=−∞A𝑒+∞+𝑒A𝑒−∞=A𝑒0
123 98 71 oveqan12d B=+∞C=−∞A𝑒B+𝑒A𝑒C=A𝑒+∞+𝑒A𝑒−∞
124 123 adantll AB*C*0<AB=+∞C=−∞A𝑒B+𝑒A𝑒C=A𝑒+∞+𝑒A𝑒−∞
125 oveq12 B=+∞C=−∞B+𝑒C=+∞+𝑒−∞
126 125 117 eqtrdi B=+∞C=−∞B+𝑒C=0
127 126 oveq2d B=+∞C=−∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒0
128 127 adantll AB*C*0<AB=+∞C=−∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒0
129 122 124 128 3eqtr4rd AB*C*0<AB=+∞C=−∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒B+𝑒A𝑒C
130 77 adantr AB*C*0<AB=+∞CC=+∞C=−∞
131 102 116 129 130 mpjao3dan AB*C*0<AB=+∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒B+𝑒A𝑒C
132 55 ad2antrr AB*C*0<AB=−∞CA𝑒−∞=−∞
133 1 adantr AB*C*0<AB=−∞A
134 133 82 sylan AB*C*0<AB=−∞CA𝑒C
135 renepnf A𝑒CA𝑒C+∞
136 xaddmnf2 A𝑒C*A𝑒C+∞−∞+𝑒A𝑒C=−∞
137 84 135 136 syl2anc A𝑒C−∞+𝑒A𝑒C=−∞
138 134 137 syl AB*C*0<AB=−∞C−∞+𝑒A𝑒C=−∞
139 132 138 eqtr4d AB*C*0<AB=−∞CA𝑒−∞=−∞+𝑒A𝑒C
140 simpr AB*C*0<AB=−∞B=−∞
141 140 oveq1d AB*C*0<AB=−∞B+𝑒C=−∞+𝑒C
142 renepnf CC+∞
143 xaddmnf2 C*C+∞−∞+𝑒C=−∞
144 92 142 143 syl2anc C−∞+𝑒C=−∞
145 141 144 sylan9eq AB*C*0<AB=−∞CB+𝑒C=−∞
146 145 oveq2d AB*C*0<AB=−∞CA𝑒B+𝑒C=A𝑒−∞
147 oveq2 B=−∞A𝑒B=A𝑒−∞
148 147 55 sylan9eqr AB*C*0<AB=−∞A𝑒B=−∞
149 148 adantr AB*C*0<AB=−∞CA𝑒B=−∞
150 149 oveq1d AB*C*0<AB=−∞CA𝑒B+𝑒A𝑒C=−∞+𝑒A𝑒C
151 139 146 150 3eqtr4d AB*C*0<AB=−∞CA𝑒B+𝑒C=A𝑒B+𝑒A𝑒C
152 55 31 oveq12d AB*C*0<AA𝑒−∞+𝑒A𝑒+∞=−∞+𝑒+∞
153 mnfaddpnf −∞+𝑒+∞=0
154 152 153 eqtrdi AB*C*0<AA𝑒−∞+𝑒A𝑒+∞=0
155 120 154 eqtr4d AB*C*0<AA𝑒0=A𝑒−∞+𝑒A𝑒+∞
156 155 ad2antrr AB*C*0<AB=−∞C=+∞A𝑒0=A𝑒−∞+𝑒A𝑒+∞
157 oveq12 B=−∞C=+∞B+𝑒C=−∞+𝑒+∞
158 157 153 eqtrdi B=−∞C=+∞B+𝑒C=0
159 158 oveq2d B=−∞C=+∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒0
160 159 adantll AB*C*0<AB=−∞C=+∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒0
161 147 50 oveqan12d B=−∞C=+∞A𝑒B+𝑒A𝑒C=A𝑒−∞+𝑒A𝑒+∞
162 161 adantll AB*C*0<AB=−∞C=+∞A𝑒B+𝑒A𝑒C=A𝑒−∞+𝑒A𝑒+∞
163 156 160 162 3eqtr4d AB*C*0<AB=−∞C=+∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒B+𝑒A𝑒C
164 mnfxr −∞*
165 mnfnepnf −∞+∞
166 xaddmnf1 −∞*−∞+∞−∞+𝑒−∞=−∞
167 164 165 166 mp2an −∞+𝑒−∞=−∞
168 55 55 oveq12d AB*C*0<AA𝑒−∞+𝑒A𝑒−∞=−∞+𝑒−∞
169 167 168 55 3eqtr4a AB*C*0<AA𝑒−∞+𝑒A𝑒−∞=A𝑒−∞
170 169 ad2antrr AB*C*0<AB=−∞C=−∞A𝑒−∞+𝑒A𝑒−∞=A𝑒−∞
171 147 71 oveqan12d B=−∞C=−∞A𝑒B+𝑒A𝑒C=A𝑒−∞+𝑒A𝑒−∞
172 171 adantll AB*C*0<AB=−∞C=−∞A𝑒B+𝑒A𝑒C=A𝑒−∞+𝑒A𝑒−∞
173 oveq12 B=−∞C=−∞B+𝑒C=−∞+𝑒−∞
174 173 167 eqtrdi B=−∞C=−∞B+𝑒C=−∞
175 174 oveq2d B=−∞C=−∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒−∞
176 175 adantll AB*C*0<AB=−∞C=−∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒−∞
177 170 172 176 3eqtr4rd AB*C*0<AB=−∞C=−∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒B+𝑒A𝑒C
178 77 adantr AB*C*0<AB=−∞CC=+∞C=−∞
179 151 163 177 178 mpjao3dan AB*C*0<AB=−∞A𝑒B+𝑒C=A𝑒B+𝑒A𝑒C
180 simpl2 AB*C*0<AB*
181 elxr B*BB=+∞B=−∞
182 180 181 sylib AB*C*0<ABB=+∞B=−∞
183 79 131 179 182 mpjao3dan AB*C*0<AA𝑒B+𝑒C=A𝑒B+𝑒A𝑒C