Metamath Proof Explorer


Theorem map2psrpr

Description: Equivalence for positive signed real. (Contributed by NM, 17-May-1996) (Revised by Mario Carneiro, 15-Jun-2013) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypothesis map2psrpr.2 โŠข ๐ถ โˆˆ R
Assertion map2psrpr ( ( ๐ถ +R -1R ) <R ๐ด โ†” โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P ( ๐ถ +R [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R ) = ๐ด )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 map2psrpr.2 โŠข ๐ถ โˆˆ R
2 ltrelsr โŠข <R โŠ† ( R ร— R )
3 2 brel โŠข ( ( ๐ถ +R -1R ) <R ๐ด โ†’ ( ( ๐ถ +R -1R ) โˆˆ R โˆง ๐ด โˆˆ R ) )
4 3 simprd โŠข ( ( ๐ถ +R -1R ) <R ๐ด โ†’ ๐ด โˆˆ R )
5 ltasr โŠข ( ๐ถ โˆˆ R โ†’ ( -1R <R ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) โ†” ( ๐ถ +R -1R ) <R ( ๐ถ +R ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) ) ) )
6 1 5 ax-mp โŠข ( -1R <R ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) โ†” ( ๐ถ +R -1R ) <R ( ๐ถ +R ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) ) )
7 pn0sr โŠข ( ๐ถ โˆˆ R โ†’ ( ๐ถ +R ( ๐ถ ยทR -1R ) ) = 0R )
8 1 7 ax-mp โŠข ( ๐ถ +R ( ๐ถ ยทR -1R ) ) = 0R
9 8 oveq1i โŠข ( ( ๐ถ +R ( ๐ถ ยทR -1R ) ) +R ๐ด ) = ( 0R +R ๐ด )
10 addasssr โŠข ( ( ๐ถ +R ( ๐ถ ยทR -1R ) ) +R ๐ด ) = ( ๐ถ +R ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) )
11 addcomsr โŠข ( 0R +R ๐ด ) = ( ๐ด +R 0R )
12 9 10 11 3eqtr3i โŠข ( ๐ถ +R ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) ) = ( ๐ด +R 0R )
13 0idsr โŠข ( ๐ด โˆˆ R โ†’ ( ๐ด +R 0R ) = ๐ด )
14 12 13 eqtrid โŠข ( ๐ด โˆˆ R โ†’ ( ๐ถ +R ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) ) = ๐ด )
15 14 breq2d โŠข ( ๐ด โˆˆ R โ†’ ( ( ๐ถ +R -1R ) <R ( ๐ถ +R ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) ) โ†” ( ๐ถ +R -1R ) <R ๐ด ) )
16 6 15 bitrid โŠข ( ๐ด โˆˆ R โ†’ ( -1R <R ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) โ†” ( ๐ถ +R -1R ) <R ๐ด ) )
17 m1r โŠข -1R โˆˆ R
18 mulclsr โŠข ( ( ๐ถ โˆˆ R โˆง -1R โˆˆ R ) โ†’ ( ๐ถ ยทR -1R ) โˆˆ R )
19 1 17 18 mp2an โŠข ( ๐ถ ยทR -1R ) โˆˆ R
20 addclsr โŠข ( ( ( ๐ถ ยทR -1R ) โˆˆ R โˆง ๐ด โˆˆ R ) โ†’ ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) โˆˆ R )
21 19 20 mpan โŠข ( ๐ด โˆˆ R โ†’ ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) โˆˆ R )
22 df-nr โŠข R = ( ( P ร— P ) / ~R )
23 breq2 โŠข ( [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R = ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) โ†’ ( -1R <R [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R โ†” -1R <R ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) ) )
24 eqeq2 โŠข ( [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R = ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) โ†’ ( [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R โ†” [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) ) )
25 24 rexbidv โŠข ( [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R = ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R โ†” โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) ) )
26 23 25 imbi12d โŠข ( [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R = ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) โ†’ ( ( -1R <R [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R ) โ†” ( -1R <R ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) ) ) )
27 df-m1r โŠข -1R = [ โŸจ 1P , ( 1P +P 1P ) โŸฉ ] ~R
28 27 breq1i โŠข ( -1R <R [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R โ†” [ โŸจ 1P , ( 1P +P 1P ) โŸฉ ] ~R <R [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R )
29 addasspr โŠข ( ( 1P +P 1P ) +P ๐‘ฆ ) = ( 1P +P ( 1P +P ๐‘ฆ ) )
30 29 breq2i โŠข ( ( 1P +P ๐‘ง ) <P ( ( 1P +P 1P ) +P ๐‘ฆ ) โ†” ( 1P +P ๐‘ง ) <P ( 1P +P ( 1P +P ๐‘ฆ ) ) )
31 ltsrpr โŠข ( [ โŸจ 1P , ( 1P +P 1P ) โŸฉ ] ~R <R [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R โ†” ( 1P +P ๐‘ง ) <P ( ( 1P +P 1P ) +P ๐‘ฆ ) )
32 1pr โŠข 1P โˆˆ P
33 ltapr โŠข ( 1P โˆˆ P โ†’ ( ๐‘ง <P ( 1P +P ๐‘ฆ ) โ†” ( 1P +P ๐‘ง ) <P ( 1P +P ( 1P +P ๐‘ฆ ) ) ) )
34 32 33 ax-mp โŠข ( ๐‘ง <P ( 1P +P ๐‘ฆ ) โ†” ( 1P +P ๐‘ง ) <P ( 1P +P ( 1P +P ๐‘ฆ ) ) )
35 30 31 34 3bitr4i โŠข ( [ โŸจ 1P , ( 1P +P 1P ) โŸฉ ] ~R <R [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R โ†” ๐‘ง <P ( 1P +P ๐‘ฆ ) )
36 28 35 bitri โŠข ( -1R <R [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R โ†” ๐‘ง <P ( 1P +P ๐‘ฆ ) )
37 ltexpri โŠข ( ๐‘ง <P ( 1P +P ๐‘ฆ ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P ( ๐‘ง +P ๐‘ฅ ) = ( 1P +P ๐‘ฆ ) )
38 36 37 sylbi โŠข ( -1R <R [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P ( ๐‘ง +P ๐‘ฅ ) = ( 1P +P ๐‘ฆ ) )
39 enreceq โŠข ( ( ( ๐‘ฅ โˆˆ P โˆง 1P โˆˆ P ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ P ) ) โ†’ ( [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R โ†” ( ๐‘ฅ +P ๐‘ง ) = ( 1P +P ๐‘ฆ ) ) )
40 32 39 mpanl2 โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ P โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ P ) ) โ†’ ( [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R โ†” ( ๐‘ฅ +P ๐‘ง ) = ( 1P +P ๐‘ฆ ) ) )
41 addcompr โŠข ( ๐‘ง +P ๐‘ฅ ) = ( ๐‘ฅ +P ๐‘ง )
42 41 eqeq1i โŠข ( ( ๐‘ง +P ๐‘ฅ ) = ( 1P +P ๐‘ฆ ) โ†” ( ๐‘ฅ +P ๐‘ง ) = ( 1P +P ๐‘ฆ ) )
43 40 42 bitr4di โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ P โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ P ) ) โ†’ ( [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R โ†” ( ๐‘ง +P ๐‘ฅ ) = ( 1P +P ๐‘ฆ ) ) )
44 43 ancoms โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ P ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ P ) โ†’ ( [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R โ†” ( ๐‘ง +P ๐‘ฅ ) = ( 1P +P ๐‘ฆ ) ) )
45 44 rexbidva โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ P ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R โ†” โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P ( ๐‘ง +P ๐‘ฅ ) = ( 1P +P ๐‘ฆ ) ) )
46 38 45 imbitrrid โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ P ) โ†’ ( -1R <R [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = [ โŸจ ๐‘ฆ , ๐‘ง โŸฉ ] ~R ) )
47 22 26 46 ecoptocl โŠข ( ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) โˆˆ R โ†’ ( -1R <R ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) ) )
48 21 47 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ R โ†’ ( -1R <R ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) ) )
49 oveq2 โŠข ( [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) โ†’ ( ๐ถ +R [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R ) = ( ๐ถ +R ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) ) )
50 49 14 sylan9eqr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ R โˆง [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) ) โ†’ ( ๐ถ +R [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R ) = ๐ด )
51 50 ex โŠข ( ๐ด โˆˆ R โ†’ ( [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) โ†’ ( ๐ถ +R [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R ) = ๐ด ) )
52 51 reximdv โŠข ( ๐ด โˆˆ R โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R = ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P ( ๐ถ +R [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R ) = ๐ด ) )
53 48 52 syld โŠข ( ๐ด โˆˆ R โ†’ ( -1R <R ( ( ๐ถ ยทR -1R ) +R ๐ด ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P ( ๐ถ +R [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R ) = ๐ด ) )
54 16 53 sylbird โŠข ( ๐ด โˆˆ R โ†’ ( ( ๐ถ +R -1R ) <R ๐ด โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P ( ๐ถ +R [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R ) = ๐ด ) )
55 4 54 mpcom โŠข ( ( ๐ถ +R -1R ) <R ๐ด โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P ( ๐ถ +R [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R ) = ๐ด )
56 1 mappsrpr โŠข ( ( ๐ถ +R -1R ) <R ( ๐ถ +R [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R ) โ†” ๐‘ฅ โˆˆ P )
57 breq2 โŠข ( ( ๐ถ +R [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R ) = ๐ด โ†’ ( ( ๐ถ +R -1R ) <R ( ๐ถ +R [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R ) โ†” ( ๐ถ +R -1R ) <R ๐ด ) )
58 56 57 bitr3id โŠข ( ( ๐ถ +R [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R ) = ๐ด โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ P โ†” ( ๐ถ +R -1R ) <R ๐ด ) )
59 58 biimpac โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ P โˆง ( ๐ถ +R [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R ) = ๐ด ) โ†’ ( ๐ถ +R -1R ) <R ๐ด )
60 59 rexlimiva โŠข ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P ( ๐ถ +R [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R ) = ๐ด โ†’ ( ๐ถ +R -1R ) <R ๐ด )
61 55 60 impbii โŠข ( ( ๐ถ +R -1R ) <R ๐ด โ†” โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ P ( ๐ถ +R [ โŸจ ๐‘ฅ , 1P โŸฉ ] ~R ) = ๐ด )