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Theorem xlt2add

Description: Extended real version of lt2add . Note that ltleadd , which has weaker assumptions, is not true for the extended reals (since 0 + +oo < 1 + +oo fails). (Contributed by Mario Carneiro, 23-Aug-2015)

Ref Expression
Assertion xlt2add A*B*C*D*A<CB<DA+𝑒B<C+𝑒D

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 xaddcl A*B*A+𝑒B*
2 1 3ad2ant1 A*B*C*D*A<CB<DA+𝑒B*
3 2 adantr A*B*C*D*A<CB<DADA+𝑒B*
4 simp1l A*B*C*D*A<CB<DA*
5 simp2r A*B*C*D*A<CB<DD*
6 xaddcl A*D*A+𝑒D*
7 4 5 6 syl2anc A*B*C*D*A<CB<DA+𝑒D*
8 7 adantr A*B*C*D*A<CB<DADA+𝑒D*
9 xaddcl C*D*C+𝑒D*
10 9 3ad2ant2 A*B*C*D*A<CB<DC+𝑒D*
11 10 adantr A*B*C*D*A<CB<DADC+𝑒D*
12 simp3r A*B*C*D*A<CB<DB<D
13 12 adantr A*B*C*D*A<CB<DADB<D
14 simp1r A*B*C*D*A<CB<DB*
15 14 adantr A*B*C*D*A<CB<DADB*
16 5 adantr A*B*C*D*A<CB<DADD*
17 simprl A*B*C*D*A<CB<DADA
18 xltadd2 B*D*AB<DA+𝑒B<A+𝑒D
19 15 16 17 18 syl3anc A*B*C*D*A<CB<DADB<DA+𝑒B<A+𝑒D
20 13 19 mpbid A*B*C*D*A<CB<DADA+𝑒B<A+𝑒D
21 simp3l A*B*C*D*A<CB<DA<C
22 21 adantr A*B*C*D*A<CB<DADA<C
23 4 adantr A*B*C*D*A<CB<DADA*
24 simp2l A*B*C*D*A<CB<DC*
25 24 adantr A*B*C*D*A<CB<DADC*
26 simprr A*B*C*D*A<CB<DADD
27 xltadd1 A*C*DA<CA+𝑒D<C+𝑒D
28 23 25 26 27 syl3anc A*B*C*D*A<CB<DADA<CA+𝑒D<C+𝑒D
29 22 28 mpbid A*B*C*D*A<CB<DADA+𝑒D<C+𝑒D
30 3 8 11 20 29 xrlttrd A*B*C*D*A<CB<DADA+𝑒B<C+𝑒D
31 30 anassrs A*B*C*D*A<CB<DADA+𝑒B<C+𝑒D
32 pnfxr +∞*
33 32 a1i A*B*C*D*A<CB<D+∞*
34 pnfge C*C+∞
35 24 34 syl A*B*C*D*A<CB<DC+∞
36 4 24 33 21 35 xrltletrd A*B*C*D*A<CB<DA<+∞
37 nltpnft A*A=+∞¬A<+∞
38 37 necon2abid A*A<+∞A+∞
39 4 38 syl A*B*C*D*A<CB<DA<+∞A+∞
40 36 39 mpbid A*B*C*D*A<CB<DA+∞
41 pnfge D*D+∞
42 5 41 syl A*B*C*D*A<CB<DD+∞
43 14 5 33 12 42 xrltletrd A*B*C*D*A<CB<DB<+∞
44 nltpnft B*B=+∞¬B<+∞
45 44 necon2abid B*B<+∞B+∞
46 14 45 syl A*B*C*D*A<CB<DB<+∞B+∞
47 43 46 mpbid A*B*C*D*A<CB<DB+∞
48 xaddnepnf A*A+∞B*B+∞A+𝑒B+∞
49 4 40 14 47 48 syl22anc A*B*C*D*A<CB<DA+𝑒B+∞
50 nltpnft A+𝑒B*A+𝑒B=+∞¬A+𝑒B<+∞
51 50 necon2abid A+𝑒B*A+𝑒B<+∞A+𝑒B+∞
52 2 51 syl A*B*C*D*A<CB<DA+𝑒B<+∞A+𝑒B+∞
53 49 52 mpbird A*B*C*D*A<CB<DA+𝑒B<+∞
54 53 adantr A*B*C*D*A<CB<DD=+∞A+𝑒B<+∞
55 oveq2 D=+∞C+𝑒D=C+𝑒+∞
56 mnfxr −∞*
57 56 a1i A*B*C*D*A<CB<D−∞*
58 mnfle A*−∞A
59 4 58 syl A*B*C*D*A<CB<D−∞A
60 57 4 24 59 21 xrlelttrd A*B*C*D*A<CB<D−∞<C
61 ngtmnft C*C=−∞¬−∞<C
62 61 necon2abid C*−∞<CC−∞
63 24 62 syl A*B*C*D*A<CB<D−∞<CC−∞
64 60 63 mpbid A*B*C*D*A<CB<DC−∞
65 xaddpnf1 C*C−∞C+𝑒+∞=+∞
66 24 64 65 syl2anc A*B*C*D*A<CB<DC+𝑒+∞=+∞
67 55 66 sylan9eqr A*B*C*D*A<CB<DD=+∞C+𝑒D=+∞
68 54 67 breqtrrd A*B*C*D*A<CB<DD=+∞A+𝑒B<C+𝑒D
69 68 adantlr A*B*C*D*A<CB<DAD=+∞A+𝑒B<C+𝑒D
70 mnfle B*−∞B
71 14 70 syl A*B*C*D*A<CB<D−∞B
72 57 14 5 71 12 xrlelttrd A*B*C*D*A<CB<D−∞<D
73 ngtmnft D*D=−∞¬−∞<D
74 73 necon2abid D*−∞<DD−∞
75 5 74 syl A*B*C*D*A<CB<D−∞<DD−∞
76 72 75 mpbid A*B*C*D*A<CB<DD−∞
77 76 a1d A*B*C*D*A<CB<D¬A+𝑒B<C+𝑒DD−∞
78 77 necon4bd A*B*C*D*A<CB<DD=−∞A+𝑒B<C+𝑒D
79 78 imp A*B*C*D*A<CB<DD=−∞A+𝑒B<C+𝑒D
80 79 adantlr A*B*C*D*A<CB<DAD=−∞A+𝑒B<C+𝑒D
81 elxr D*DD=+∞D=−∞
82 5 81 sylib A*B*C*D*A<CB<DDD=+∞D=−∞
83 82 adantr A*B*C*D*A<CB<DADD=+∞D=−∞
84 31 69 80 83 mpjao3dan A*B*C*D*A<CB<DAA+𝑒B<C+𝑒D
85 40 a1d A*B*C*D*A<CB<D¬A+𝑒B<C+𝑒DA+∞
86 85 necon4bd A*B*C*D*A<CB<DA=+∞A+𝑒B<C+𝑒D
87 86 imp A*B*C*D*A<CB<DA=+∞A+𝑒B<C+𝑒D
88 oveq1 A=−∞A+𝑒B=−∞+𝑒B
89 xaddmnf2 B*B+∞−∞+𝑒B=−∞
90 14 47 89 syl2anc A*B*C*D*A<CB<D−∞+𝑒B=−∞
91 88 90 sylan9eqr A*B*C*D*A<CB<DA=−∞A+𝑒B=−∞
92 xaddnemnf C*C−∞D*D−∞C+𝑒D−∞
93 24 64 5 76 92 syl22anc A*B*C*D*A<CB<DC+𝑒D−∞
94 ngtmnft C+𝑒D*C+𝑒D=−∞¬−∞<C+𝑒D
95 94 necon2abid C+𝑒D*−∞<C+𝑒DC+𝑒D−∞
96 10 95 syl A*B*C*D*A<CB<D−∞<C+𝑒DC+𝑒D−∞
97 93 96 mpbird A*B*C*D*A<CB<D−∞<C+𝑒D
98 97 adantr A*B*C*D*A<CB<DA=−∞−∞<C+𝑒D
99 91 98 eqbrtrd A*B*C*D*A<CB<DA=−∞A+𝑒B<C+𝑒D
100 elxr A*AA=+∞A=−∞
101 4 100 sylib A*B*C*D*A<CB<DAA=+∞A=−∞
102 84 87 99 101 mpjao3dan A*B*C*D*A<CB<DA+𝑒B<C+𝑒D
103 102 3expia A*B*C*D*A<CB<DA+𝑒B<C+𝑒D