Metamath Proof Explorer


Theorem mul2lt0bi

Description: If the result of a multiplication is strictly negative, then multiplicands are of different signs. (Contributed by Thierry Arnoux, 19-Sep-2018)

Ref Expression
Hypotheses mul2lt0.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
mul2lt0.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ )
Assertion mul2lt0bi ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 โ†” ( ( ๐ด < 0 โˆง 0 < ๐ต ) โˆจ ( 0 < ๐ด โˆง ๐ต < 0 ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mul2lt0.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
2 mul2lt0.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ )
3 1 2 remulcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด ยท ๐ต ) โˆˆ โ„ )
4 0red โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 0 โˆˆ โ„ )
5 3 4 ltnled โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 โ†” ยฌ 0 โ‰ค ( ๐ด ยท ๐ต ) ) )
6 1 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( 0 โ‰ค ๐ด โˆง 0 โ‰ค ๐ต ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
7 2 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( 0 โ‰ค ๐ด โˆง 0 โ‰ค ๐ต ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ )
8 simprl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( 0 โ‰ค ๐ด โˆง 0 โ‰ค ๐ต ) ) โ†’ 0 โ‰ค ๐ด )
9 simprr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( 0 โ‰ค ๐ด โˆง 0 โ‰ค ๐ต ) ) โ†’ 0 โ‰ค ๐ต )
10 6 7 8 9 mulge0d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( 0 โ‰ค ๐ด โˆง 0 โ‰ค ๐ต ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐ด ยท ๐ต ) )
11 10 ex โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( 0 โ‰ค ๐ด โˆง 0 โ‰ค ๐ต ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐ด ยท ๐ต ) ) )
12 11 con3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ยฌ 0 โ‰ค ( ๐ด ยท ๐ต ) โ†’ ยฌ ( 0 โ‰ค ๐ด โˆง 0 โ‰ค ๐ต ) ) )
13 5 12 sylbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 โ†’ ยฌ ( 0 โ‰ค ๐ด โˆง 0 โ‰ค ๐ต ) ) )
14 ianor โŠข ( ยฌ ( 0 โ‰ค ๐ด โˆง 0 โ‰ค ๐ต ) โ†” ( ยฌ 0 โ‰ค ๐ด โˆจ ยฌ 0 โ‰ค ๐ต ) )
15 13 14 imbitrdi โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 โ†’ ( ยฌ 0 โ‰ค ๐ด โˆจ ยฌ 0 โ‰ค ๐ต ) ) )
16 1 4 ltnled โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ด < 0 โ†” ยฌ 0 โ‰ค ๐ด ) )
17 2 4 ltnled โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ต < 0 โ†” ยฌ 0 โ‰ค ๐ต ) )
18 16 17 orbi12d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด < 0 โˆจ ๐ต < 0 ) โ†” ( ยฌ 0 โ‰ค ๐ด โˆจ ยฌ 0 โ‰ค ๐ต ) ) )
19 15 18 sylibrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 โ†’ ( ๐ด < 0 โˆจ ๐ต < 0 ) ) )
20 19 imp โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 ) โ†’ ( ๐ด < 0 โˆจ ๐ต < 0 ) )
21 simpr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ ๐ด < 0 )
22 1 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
23 2 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ )
24 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 ) โ†’ ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 )
25 22 23 24 mul2lt0llt0 โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ 0 < ๐ต )
26 21 25 jca โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 ) โˆง ๐ด < 0 ) โ†’ ( ๐ด < 0 โˆง 0 < ๐ต ) )
27 26 ex โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 ) โ†’ ( ๐ด < 0 โ†’ ( ๐ด < 0 โˆง 0 < ๐ต ) ) )
28 22 23 24 mul2lt0rlt0 โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 ) โˆง ๐ต < 0 ) โ†’ 0 < ๐ด )
29 simpr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 ) โˆง ๐ต < 0 ) โ†’ ๐ต < 0 )
30 28 29 jca โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 ) โˆง ๐ต < 0 ) โ†’ ( 0 < ๐ด โˆง ๐ต < 0 ) )
31 30 ex โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 ) โ†’ ( ๐ต < 0 โ†’ ( 0 < ๐ด โˆง ๐ต < 0 ) ) )
32 27 31 orim12d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 ) โ†’ ( ( ๐ด < 0 โˆจ ๐ต < 0 ) โ†’ ( ( ๐ด < 0 โˆง 0 < ๐ต ) โˆจ ( 0 < ๐ด โˆง ๐ต < 0 ) ) ) )
33 20 32 mpd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 ) โ†’ ( ( ๐ด < 0 โˆง 0 < ๐ต ) โˆจ ( 0 < ๐ด โˆง ๐ต < 0 ) ) )
34 1 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด < 0 โˆง 0 < ๐ต ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
35 0red โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด < 0 โˆง 0 < ๐ต ) ) โ†’ 0 โˆˆ โ„ )
36 2 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด < 0 โˆง 0 < ๐ต ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ )
37 simprr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด < 0 โˆง 0 < ๐ต ) ) โ†’ 0 < ๐ต )
38 36 37 elrpd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด < 0 โˆง 0 < ๐ต ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„+ )
39 simprl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด < 0 โˆง 0 < ๐ต ) ) โ†’ ๐ด < 0 )
40 34 35 38 39 ltmul1dd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด < 0 โˆง 0 < ๐ต ) ) โ†’ ( ๐ด ยท ๐ต ) < ( 0 ยท ๐ต ) )
41 36 recnd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด < 0 โˆง 0 < ๐ต ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„‚ )
42 41 mul02d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด < 0 โˆง 0 < ๐ต ) ) โ†’ ( 0 ยท ๐ต ) = 0 )
43 40 42 breqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐ด < 0 โˆง 0 < ๐ต ) ) โ†’ ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 )
44 2 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( 0 < ๐ด โˆง ๐ต < 0 ) ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ )
45 0red โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( 0 < ๐ด โˆง ๐ต < 0 ) ) โ†’ 0 โˆˆ โ„ )
46 1 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( 0 < ๐ด โˆง ๐ต < 0 ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
47 simprl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( 0 < ๐ด โˆง ๐ต < 0 ) ) โ†’ 0 < ๐ด )
48 46 47 elrpd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( 0 < ๐ด โˆง ๐ต < 0 ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„+ )
49 simprr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( 0 < ๐ด โˆง ๐ต < 0 ) ) โ†’ ๐ต < 0 )
50 44 45 48 49 ltmul2dd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( 0 < ๐ด โˆง ๐ต < 0 ) ) โ†’ ( ๐ด ยท ๐ต ) < ( ๐ด ยท 0 ) )
51 46 recnd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( 0 < ๐ด โˆง ๐ต < 0 ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„‚ )
52 51 mul01d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( 0 < ๐ด โˆง ๐ต < 0 ) ) โ†’ ( ๐ด ยท 0 ) = 0 )
53 50 52 breqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( 0 < ๐ด โˆง ๐ต < 0 ) ) โ†’ ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 )
54 43 53 jaodan โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ( ๐ด < 0 โˆง 0 < ๐ต ) โˆจ ( 0 < ๐ด โˆง ๐ต < 0 ) ) ) โ†’ ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 )
55 33 54 impbida โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ด ยท ๐ต ) < 0 โ†” ( ( ๐ด < 0 โˆง 0 < ๐ต ) โˆจ ( 0 < ๐ด โˆง ๐ต < 0 ) ) ) )