Metamath Proof Explorer


Theorem ltrnq

Description: Ordering property of reciprocal for positive fractions. Proposition 9-2.6(iv) of Gleason p. 120. (Contributed by NM, 9-Mar-1996) (Revised by Mario Carneiro, 10-May-2013) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion ltrnq ( ๐ด <Q ๐ต โ†” ( *Q โ€˜ ๐ต ) <Q ( *Q โ€˜ ๐ด ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ltrelnq โŠข <Q โŠ† ( Q ร— Q )
2 1 brel โŠข ( ๐ด <Q ๐ต โ†’ ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q ) )
3 1 brel โŠข ( ( *Q โ€˜ ๐ต ) <Q ( *Q โ€˜ ๐ด ) โ†’ ( ( *Q โ€˜ ๐ต ) โˆˆ Q โˆง ( *Q โ€˜ ๐ด ) โˆˆ Q ) )
4 dmrecnq โŠข dom *Q = Q
5 0nnq โŠข ยฌ โˆ… โˆˆ Q
6 4 5 ndmfvrcl โŠข ( ( *Q โ€˜ ๐ต ) โˆˆ Q โ†’ ๐ต โˆˆ Q )
7 4 5 ndmfvrcl โŠข ( ( *Q โ€˜ ๐ด ) โˆˆ Q โ†’ ๐ด โˆˆ Q )
8 6 7 anim12ci โŠข ( ( ( *Q โ€˜ ๐ต ) โˆˆ Q โˆง ( *Q โ€˜ ๐ด ) โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q ) )
9 3 8 syl โŠข ( ( *Q โ€˜ ๐ต ) <Q ( *Q โ€˜ ๐ด ) โ†’ ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q ) )
10 breq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โ†” ๐ด <Q ๐‘ฆ ) )
11 fveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( *Q โ€˜ ๐ด ) )
12 11 breq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) <Q ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) โ†” ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) <Q ( *Q โ€˜ ๐ด ) ) )
13 10 12 bibi12d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ( ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โ†” ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) <Q ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ†” ( ๐ด <Q ๐‘ฆ โ†” ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) <Q ( *Q โ€˜ ๐ด ) ) ) )
14 breq2 โŠข ( ๐‘ฆ = ๐ต โ†’ ( ๐ด <Q ๐‘ฆ โ†” ๐ด <Q ๐ต ) )
15 fveq2 โŠข ( ๐‘ฆ = ๐ต โ†’ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( *Q โ€˜ ๐ต ) )
16 15 breq1d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐ต โ†’ ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) <Q ( *Q โ€˜ ๐ด ) โ†” ( *Q โ€˜ ๐ต ) <Q ( *Q โ€˜ ๐ด ) ) )
17 14 16 bibi12d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐ต โ†’ ( ( ๐ด <Q ๐‘ฆ โ†” ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) <Q ( *Q โ€˜ ๐ด ) ) โ†” ( ๐ด <Q ๐ต โ†” ( *Q โ€˜ ๐ต ) <Q ( *Q โ€˜ ๐ด ) ) ) )
18 recclnq โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ Q โ†’ ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ Q )
19 recclnq โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ Q โ†’ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ Q )
20 mulclnq โŠข ( ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ Q โˆง ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ Q ) โ†’ ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆˆ Q )
21 18 19 20 syl2an โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ Q โˆง ๐‘ฆ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆˆ Q )
22 ltmnq โŠข ( ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆˆ Q โ†’ ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โ†” ( ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ยทQ ๐‘ฅ ) <Q ( ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ยทQ ๐‘ฆ ) ) )
23 21 22 syl โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ Q โˆง ๐‘ฆ โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โ†” ( ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ยทQ ๐‘ฅ ) <Q ( ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ยทQ ๐‘ฆ ) ) )
24 mulcomnq โŠข ( ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ยทQ ๐‘ฅ ) = ( ๐‘ฅ ยทQ ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
25 mulassnq โŠข ( ( ๐‘ฅ ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฅ ยทQ ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
26 mulcomnq โŠข ( ( ๐‘ฅ ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ยทQ ( ๐‘ฅ ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
27 24 25 26 3eqtr2i โŠข ( ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ยทQ ๐‘ฅ ) = ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ยทQ ( ๐‘ฅ ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
28 recidnq โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ Q โ†’ ( ๐‘ฅ ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = 1Q )
29 28 oveq2d โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ Q โ†’ ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ยทQ ( ๐‘ฅ ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) = ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ยทQ 1Q ) )
30 mulidnq โŠข ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ Q โ†’ ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ยทQ 1Q ) = ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) )
31 19 30 syl โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ Q โ†’ ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ยทQ 1Q ) = ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) )
32 29 31 sylan9eq โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ Q โˆง ๐‘ฆ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ยทQ ( ๐‘ฅ ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) = ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) )
33 27 32 eqtrid โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ Q โˆง ๐‘ฆ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ยทQ ๐‘ฅ ) = ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) )
34 mulassnq โŠข ( ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ยทQ ๐‘ฆ ) = ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ยทQ ๐‘ฆ ) )
35 mulcomnq โŠข ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ยทQ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฆ ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) )
36 35 oveq2i โŠข ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ยทQ ๐‘ฆ ) ) = ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( ๐‘ฆ ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
37 34 36 eqtri โŠข ( ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ยทQ ๐‘ฆ ) = ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( ๐‘ฆ ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
38 recidnq โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ Q โ†’ ( ๐‘ฆ ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = 1Q )
39 38 oveq2d โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ Q โ†’ ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( ๐‘ฆ ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) = ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ 1Q ) )
40 mulidnq โŠข ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ Q โ†’ ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ 1Q ) = ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) )
41 18 40 syl โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ Q โ†’ ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ 1Q ) = ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) )
42 39 41 sylan9eqr โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ Q โˆง ๐‘ฆ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( ๐‘ฆ ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) = ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) )
43 37 42 eqtrid โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ Q โˆง ๐‘ฆ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ยทQ ๐‘ฆ ) = ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) )
44 33 43 breq12d โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ Q โˆง ๐‘ฆ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ยทQ ๐‘ฅ ) <Q ( ( ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ยทQ ๐‘ฆ ) โ†” ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) <Q ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
45 23 44 bitrd โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ Q โˆง ๐‘ฆ โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โ†” ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) <Q ( *Q โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
46 13 17 45 vtocl2ga โŠข ( ( ๐ด โˆˆ Q โˆง ๐ต โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐ด <Q ๐ต โ†” ( *Q โ€˜ ๐ต ) <Q ( *Q โ€˜ ๐ด ) ) )
47 2 9 46 pm5.21nii โŠข ( ๐ด <Q ๐ต โ†” ( *Q โ€˜ ๐ต ) <Q ( *Q โ€˜ ๐ด ) )