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Theorem qdiffALT

Description: Alternate proof of qdiff . This is a proof from irrdiff using excluded middle in a variety of places. (Contributed by Jim Kingdon, 27-Apr-2026) (Proof modification is discouraged.) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion qdiffALT ( 𝐴 ∈ ℝ → ( 𝐴 ∈ ℚ ↔ ∃ 𝑞 ∈ ℚ ∃ 𝑟 ∈ ℚ ( 𝑞 ≠ 𝑟 ∧ ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑞 ) ) = ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑟 ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rexnal2 ⊢ ( ∃ 𝑞 ∈ ℚ ∃ 𝑟 ∈ ℚ ¬ ( 𝑞 ≠ 𝑟 → ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑞 ) ) ≠ ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑟 ) ) ) ↔ ¬ ∀ 𝑞 ∈ ℚ ∀ 𝑟 ∈ ℚ ( 𝑞 ≠ 𝑟 → ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑞 ) ) ≠ ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑟 ) ) ) )
2 irrdiff ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( ¬ 𝐴 ∈ ℚ ↔ ∀ 𝑞 ∈ ℚ ∀ 𝑟 ∈ ℚ ( 𝑞 ≠ 𝑟 → ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑞 ) ) ≠ ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑟 ) ) ) ) )
3 2 con1bid ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( ¬ ∀ 𝑞 ∈ ℚ ∀ 𝑟 ∈ ℚ ( 𝑞 ≠ 𝑟 → ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑞 ) ) ≠ ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑟 ) ) ) ↔ 𝐴 ∈ ℚ ) )
4 1 3 bitr2id ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( 𝐴 ∈ ℚ ↔ ∃ 𝑞 ∈ ℚ ∃ 𝑟 ∈ ℚ ¬ ( 𝑞 ≠ 𝑟 → ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑞 ) ) ≠ ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑟 ) ) ) ) )
5 df-an ⊢ ( ( 𝑞 ≠ 𝑟 ∧ ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑞 ) ) = ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑟 ) ) ) ↔ ¬ ( 𝑞 ≠ 𝑟 → ¬ ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑞 ) ) = ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑟 ) ) ) )
6 df-ne ⊢ ( ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑞 ) ) ≠ ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑟 ) ) ↔ ¬ ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑞 ) ) = ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑟 ) ) )
7 6 imbi2i ⊢ ( ( 𝑞 ≠ 𝑟 → ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑞 ) ) ≠ ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑟 ) ) ) ↔ ( 𝑞 ≠ 𝑟 → ¬ ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑞 ) ) = ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑟 ) ) ) )
8 5 7 xchbinxr ⊢ ( ( 𝑞 ≠ 𝑟 ∧ ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑞 ) ) = ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑟 ) ) ) ↔ ¬ ( 𝑞 ≠ 𝑟 → ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑞 ) ) ≠ ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑟 ) ) ) )
9 8 2rexbii ⊢ ( ∃ 𝑞 ∈ ℚ ∃ 𝑟 ∈ ℚ ( 𝑞 ≠ 𝑟 ∧ ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑞 ) ) = ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑟 ) ) ) ↔ ∃ 𝑞 ∈ ℚ ∃ 𝑟 ∈ ℚ ¬ ( 𝑞 ≠ 𝑟 → ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑞 ) ) ≠ ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑟 ) ) ) )
10 4 9 bitr4di ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ → ( 𝐴 ∈ ℚ ↔ ∃ 𝑞 ∈ ℚ ∃ 𝑟 ∈ ℚ ( 𝑞 ≠ 𝑟 ∧ ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑞 ) ) = ( abs ‘ ( 𝐴 − 𝑟 ) ) ) ) )