Metamath Proof Explorer


Theorem reclem4pr

Description: Lemma for Proposition 9-3.7(v) of Gleason p. 124. (Contributed by NM, 30-Apr-1996) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypothesis reclempr.1 โŠข ๐ต = { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โˆง ยฌ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ด ) }
Assertion reclem4pr ( ๐ด โˆˆ P โ†’ ( ๐ด ยทP ๐ต ) = 1P )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 reclempr.1 โŠข ๐ต = { ๐‘ฅ โˆฃ โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โˆง ยฌ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ด ) }
2 1 reclem2pr โŠข ( ๐ด โˆˆ P โ†’ ๐ต โˆˆ P )
3 df-mp โŠข ยทP = ( ๐‘ฆ โˆˆ P , ๐‘ค โˆˆ P โ†ฆ { ๐‘ข โˆฃ โˆƒ ๐‘“ โˆˆ ๐‘ฆ โˆƒ ๐‘” โˆˆ ๐‘ค ๐‘ข = ( ๐‘“ ยทQ ๐‘” ) } )
4 mulclnq โŠข ( ( ๐‘“ โˆˆ Q โˆง ๐‘” โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐‘“ ยทQ ๐‘” ) โˆˆ Q )
5 3 4 genpelv โŠข ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐ต โˆˆ P ) โ†’ ( ๐‘ค โˆˆ ( ๐ด ยทP ๐ต ) โ†” โˆƒ ๐‘ง โˆˆ ๐ด โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ๐‘ค = ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) ) )
6 2 5 mpdan โŠข ( ๐ด โˆˆ P โ†’ ( ๐‘ค โˆˆ ( ๐ด ยทP ๐ต ) โ†” โˆƒ ๐‘ง โˆˆ ๐ด โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ๐‘ค = ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) ) )
7 1 eqabri โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†” โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โˆง ยฌ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ด ) )
8 ltrelnq โŠข <Q โŠ† ( Q ร— Q )
9 8 brel โŠข ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ Q โˆง ๐‘ฆ โˆˆ Q ) )
10 9 simprd โŠข ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ Q )
11 elprnq โŠข ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ด ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ Q )
12 ltmnq โŠข ( ๐‘ง โˆˆ Q โ†’ ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โ†” ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) <Q ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฆ ) ) )
13 11 12 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โ†” ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) <Q ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฆ ) ) )
14 13 biimpd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) <Q ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฆ ) ) )
15 14 adantr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) <Q ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฆ ) ) )
16 recclnq โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ Q โ†’ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ Q )
17 prub โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ด ) โˆง ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ Q ) โ†’ ( ยฌ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ด โ†’ ๐‘ง <Q ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
18 16 17 sylan2 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ Q ) โ†’ ( ยฌ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ด โ†’ ๐‘ง <Q ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
19 ltmnq โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ Q โ†’ ( ๐‘ง <Q ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โ†” ( ๐‘ฆ ยทQ ๐‘ง ) <Q ( ๐‘ฆ ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
20 mulcomnq โŠข ( ๐‘ฆ ยทQ ๐‘ง ) = ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฆ )
21 20 a1i โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ Q โ†’ ( ๐‘ฆ ยทQ ๐‘ง ) = ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฆ ) )
22 recidnq โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ Q โ†’ ( ๐‘ฆ ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = 1Q )
23 21 22 breq12d โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ Q โ†’ ( ( ๐‘ฆ ยทQ ๐‘ง ) <Q ( ๐‘ฆ ยทQ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†” ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฆ ) <Q 1Q ) )
24 19 23 bitrd โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ Q โ†’ ( ๐‘ง <Q ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โ†” ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฆ ) <Q 1Q ) )
25 24 adantl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ Q ) โ†’ ( ๐‘ง <Q ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โ†” ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฆ ) <Q 1Q ) )
26 18 25 sylibd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ Q ) โ†’ ( ยฌ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ด โ†’ ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฆ ) <Q 1Q ) )
27 15 26 anim12d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โˆง ยฌ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) <Q ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฆ ) โˆง ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฆ ) <Q 1Q ) ) )
28 ltsonq โŠข <Q Or Q
29 28 8 sotri โŠข ( ( ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) <Q ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฆ ) โˆง ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฆ ) <Q 1Q ) โ†’ ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) <Q 1Q )
30 27 29 syl6 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ด ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ Q ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โˆง ยฌ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) <Q 1Q ) )
31 30 exp4b โŠข ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘ฆ โˆˆ Q โ†’ ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โ†’ ( ยฌ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ด โ†’ ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) <Q 1Q ) ) ) )
32 10 31 syl5 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โ†’ ( ยฌ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ด โ†’ ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) <Q 1Q ) ) ) )
33 32 pm2.43d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โ†’ ( ยฌ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ด โ†’ ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) <Q 1Q ) ) )
34 33 impd โŠข ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โˆง ยฌ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) <Q 1Q ) )
35 34 exlimdv โŠข ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ฆ ( ๐‘ฅ <Q ๐‘ฆ โˆง ยฌ ( *Q โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) <Q 1Q ) )
36 7 35 biimtrid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†’ ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) <Q 1Q ) )
37 breq1 โŠข ( ๐‘ค = ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) โ†’ ( ๐‘ค <Q 1Q โ†” ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) <Q 1Q ) )
38 37 biimprcd โŠข ( ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) <Q 1Q โ†’ ( ๐‘ค = ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) โ†’ ๐‘ค <Q 1Q ) )
39 36 38 syl6 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ P โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†’ ( ๐‘ค = ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) โ†’ ๐‘ค <Q 1Q ) ) )
40 39 expimpd โŠข ( ๐ด โˆˆ P โ†’ ( ( ๐‘ง โˆˆ ๐ด โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘ค = ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) โ†’ ๐‘ค <Q 1Q ) ) )
41 40 rexlimdvv โŠข ( ๐ด โˆˆ P โ†’ ( โˆƒ ๐‘ง โˆˆ ๐ด โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต ๐‘ค = ( ๐‘ง ยทQ ๐‘ฅ ) โ†’ ๐‘ค <Q 1Q ) )
42 6 41 sylbid โŠข ( ๐ด โˆˆ P โ†’ ( ๐‘ค โˆˆ ( ๐ด ยทP ๐ต ) โ†’ ๐‘ค <Q 1Q ) )
43 df-1p โŠข 1P = { ๐‘ค โˆฃ ๐‘ค <Q 1Q }
44 43 eqabri โŠข ( ๐‘ค โˆˆ 1P โ†” ๐‘ค <Q 1Q )
45 42 44 imbitrrdi โŠข ( ๐ด โˆˆ P โ†’ ( ๐‘ค โˆˆ ( ๐ด ยทP ๐ต ) โ†’ ๐‘ค โˆˆ 1P ) )
46 45 ssrdv โŠข ( ๐ด โˆˆ P โ†’ ( ๐ด ยทP ๐ต ) โŠ† 1P )
47 1 reclem3pr โŠข ( ๐ด โˆˆ P โ†’ 1P โŠ† ( ๐ด ยทP ๐ต ) )
48 46 47 eqssd โŠข ( ๐ด โˆˆ P โ†’ ( ๐ด ยทP ๐ต ) = 1P )