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Theorem smfmullem3

Description: The multiplication of two sigma-measurable functions is measurable: this is the step (i) of the proof of Proposition 121E (d) of Fremlin1 p. 37 . (Contributed by Glauco Siliprandi, 26-Jun-2021)

Ref Expression
Hypotheses smfmullem3.r ⊢ ( 𝜑 → 𝑅 ∈ ℝ )
smfmullem3.k ⊢ 𝐾 = { 𝑞 ∈ ( ℚ ↑m ( 0 ... 3 ) ) ∣ ∀ 𝑢 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 0 ) (,) ( 𝑞 ‘ 1 ) ) ∀ 𝑣 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 2 ) (,) ( 𝑞 ‘ 3 ) ) ( 𝑢 · 𝑣 ) < 𝑅 }
smfmullem3.u ⊢ ( 𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ )
smfmullem3.v ⊢ ( 𝜑 → 𝑉 ∈ ℝ )
smfmullem3.l ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑈 · 𝑉 ) < 𝑅 )
smfmullem3.x ⊢ 𝑋 = ( ( 𝑅 − ( 𝑈 · 𝑉 ) ) / ( 1 + ( ( abs ‘ 𝑈 ) + ( abs ‘ 𝑉 ) ) ) )
smfmullem3.y ⊢ 𝑌 = if ( 1 ≤ 𝑋 , 1 , 𝑋 )
Assertion smfmullem3 ( 𝜑 → ∃ 𝑞 ∈ 𝐾 ( 𝑈 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 0 ) (,) ( 𝑞 ‘ 1 ) ) ∧ 𝑉 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 2 ) (,) ( 𝑞 ‘ 3 ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 smfmullem3.r ⊢ ( 𝜑 → 𝑅 ∈ ℝ )
2 smfmullem3.k ⊢ 𝐾 = { 𝑞 ∈ ( ℚ ↑m ( 0 ... 3 ) ) ∣ ∀ 𝑢 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 0 ) (,) ( 𝑞 ‘ 1 ) ) ∀ 𝑣 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 2 ) (,) ( 𝑞 ‘ 3 ) ) ( 𝑢 · 𝑣 ) < 𝑅 }
3 smfmullem3.u ⊢ ( 𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ )
4 smfmullem3.v ⊢ ( 𝜑 → 𝑉 ∈ ℝ )
5 smfmullem3.l ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑈 · 𝑉 ) < 𝑅 )
6 smfmullem3.x ⊢ 𝑋 = ( ( 𝑅 − ( 𝑈 · 𝑉 ) ) / ( 1 + ( ( abs ‘ 𝑈 ) + ( abs ‘ 𝑉 ) ) ) )
7 smfmullem3.y ⊢ 𝑌 = if ( 1 ≤ 𝑋 , 1 , 𝑋 )
8 7 a1i ⊢ ( 𝜑 → 𝑌 = if ( 1 ≤ 𝑋 , 1 , 𝑋 ) )
9 1rp ⊢ 1 ∈ ℝ+
10 9 a1i ⊢ ( 𝜑 → 1 ∈ ℝ+ )
11 6 a1i ⊢ ( 𝜑 → 𝑋 = ( ( 𝑅 − ( 𝑈 · 𝑉 ) ) / ( 1 + ( ( abs ‘ 𝑈 ) + ( abs ‘ 𝑉 ) ) ) ) )
12 3 4 remulcld ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑈 · 𝑉 ) ∈ ℝ )
13 difrp ⊢ ( ( ( 𝑈 · 𝑉 ) ∈ ℝ ∧ 𝑅 ∈ ℝ ) → ( ( 𝑈 · 𝑉 ) < 𝑅 ↔ ( 𝑅 − ( 𝑈 · 𝑉 ) ) ∈ ℝ+ ) )
14 12 1 13 syl2anc ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝑈 · 𝑉 ) < 𝑅 ↔ ( 𝑅 − ( 𝑈 · 𝑉 ) ) ∈ ℝ+ ) )
15 5 14 mpbid ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑅 − ( 𝑈 · 𝑉 ) ) ∈ ℝ+ )
16 1re ⊢ 1 ∈ ℝ
17 16 a1i ⊢ ( 𝜑 → 1 ∈ ℝ )
18 3 recnd ⊢ ( 𝜑 → 𝑈 ∈ ℂ )
19 18 abscld ⊢ ( 𝜑 → ( abs ‘ 𝑈 ) ∈ ℝ )
20 4 recnd ⊢ ( 𝜑 → 𝑉 ∈ ℂ )
21 20 abscld ⊢ ( 𝜑 → ( abs ‘ 𝑉 ) ∈ ℝ )
22 19 21 readdcld ⊢ ( 𝜑 → ( ( abs ‘ 𝑈 ) + ( abs ‘ 𝑉 ) ) ∈ ℝ )
23 17 22 readdcld ⊢ ( 𝜑 → ( 1 + ( ( abs ‘ 𝑈 ) + ( abs ‘ 𝑉 ) ) ) ∈ ℝ )
24 0re ⊢ 0 ∈ ℝ
25 24 a1i ⊢ ( 𝜑 → 0 ∈ ℝ )
26 10 rpgt0d ⊢ ( 𝜑 → 0 < 1 )
27 0red ⊢ ( 𝜑 → 0 ∈ ℝ )
28 18 absge0d ⊢ ( 𝜑 → 0 ≤ ( abs ‘ 𝑈 ) )
29 20 absge0d ⊢ ( 𝜑 → 0 ≤ ( abs ‘ 𝑉 ) )
30 19 21 addge01d ⊢ ( 𝜑 → ( 0 ≤ ( abs ‘ 𝑉 ) ↔ ( abs ‘ 𝑈 ) ≤ ( ( abs ‘ 𝑈 ) + ( abs ‘ 𝑉 ) ) ) )
31 29 30 mpbid ⊢ ( 𝜑 → ( abs ‘ 𝑈 ) ≤ ( ( abs ‘ 𝑈 ) + ( abs ‘ 𝑉 ) ) )
32 27 19 22 28 31 letrd ⊢ ( 𝜑 → 0 ≤ ( ( abs ‘ 𝑈 ) + ( abs ‘ 𝑉 ) ) )
33 17 22 addge01d ⊢ ( 𝜑 → ( 0 ≤ ( ( abs ‘ 𝑈 ) + ( abs ‘ 𝑉 ) ) ↔ 1 ≤ ( 1 + ( ( abs ‘ 𝑈 ) + ( abs ‘ 𝑉 ) ) ) ) )
34 32 33 mpbid ⊢ ( 𝜑 → 1 ≤ ( 1 + ( ( abs ‘ 𝑈 ) + ( abs ‘ 𝑉 ) ) ) )
35 25 17 23 26 34 ltletrd ⊢ ( 𝜑 → 0 < ( 1 + ( ( abs ‘ 𝑈 ) + ( abs ‘ 𝑉 ) ) ) )
36 23 35 elrpd ⊢ ( 𝜑 → ( 1 + ( ( abs ‘ 𝑈 ) + ( abs ‘ 𝑉 ) ) ) ∈ ℝ+ )
37 15 36 rpdivcld ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝑅 − ( 𝑈 · 𝑉 ) ) / ( 1 + ( ( abs ‘ 𝑈 ) + ( abs ‘ 𝑉 ) ) ) ) ∈ ℝ+ )
38 11 37 eqeltrd ⊢ ( 𝜑 → 𝑋 ∈ ℝ+ )
39 10 38 ifcld ⊢ ( 𝜑 → if ( 1 ≤ 𝑋 , 1 , 𝑋 ) ∈ ℝ+ )
40 8 39 eqeltrd ⊢ ( 𝜑 → 𝑌 ∈ ℝ+ )
41 40 rpred ⊢ ( 𝜑 → 𝑌 ∈ ℝ )
42 3 41 resubcld ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑈 − 𝑌 ) ∈ ℝ )
43 42 rexrd ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑈 − 𝑌 ) ∈ ℝ* )
44 3 rexrd ⊢ ( 𝜑 → 𝑈 ∈ ℝ* )
45 3 40 ltsubrpd ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑈 − 𝑌 ) < 𝑈 )
46 43 44 45 qelioo ⊢ ( 𝜑 → ∃ 𝑝 ∈ ℚ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) )
47 3 41 readdcld ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑈 + 𝑌 ) ∈ ℝ )
48 47 rexrd ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑈 + 𝑌 ) ∈ ℝ* )
49 3 40 ltaddrpd ⊢ ( 𝜑 → 𝑈 < ( 𝑈 + 𝑌 ) )
50 44 48 49 qelioo ⊢ ( 𝜑 → ∃ 𝑟 ∈ ℚ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) )
51 50 ad2antrr ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) → ∃ 𝑟 ∈ ℚ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) )
52 simp-4l ⊢ ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) → 𝜑 )
53 4 41 resubcld ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑉 − 𝑌 ) ∈ ℝ )
54 53 rexrd ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑉 − 𝑌 ) ∈ ℝ* )
55 4 rexrd ⊢ ( 𝜑 → 𝑉 ∈ ℝ* )
56 4 40 ltsubrpd ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑉 − 𝑌 ) < 𝑉 )
57 54 55 56 qelioo ⊢ ( 𝜑 → ∃ 𝑠 ∈ ℚ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) )
58 52 57 syl ⊢ ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) → ∃ 𝑠 ∈ ℚ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) )
59 52 ad2antrr ⊢ ( ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℚ ) ∧ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) ) → 𝜑 )
60 4 41 readdcld ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑉 + 𝑌 ) ∈ ℝ )
61 60 rexrd ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑉 + 𝑌 ) ∈ ℝ* )
62 4 40 ltaddrpd ⊢ ( 𝜑 → 𝑉 < ( 𝑉 + 𝑌 ) )
63 55 61 62 qelioo ⊢ ( 𝜑 → ∃ 𝑧 ∈ ℚ 𝑧 ∈ ( 𝑉 (,) ( 𝑉 + 𝑌 ) ) )
64 59 63 syl ⊢ ( ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℚ ) ∧ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) ) → ∃ 𝑧 ∈ ℚ 𝑧 ∈ ( 𝑉 (,) ( 𝑉 + 𝑌 ) ) )
65 1 ad8antr ⊢ ( ( ( ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℚ ) ∧ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ℚ ) ∧ 𝑧 ∈ ( 𝑉 (,) ( 𝑉 + 𝑌 ) ) ) → 𝑅 ∈ ℝ )
66 3 ad8antr ⊢ ( ( ( ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℚ ) ∧ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ℚ ) ∧ 𝑧 ∈ ( 𝑉 (,) ( 𝑉 + 𝑌 ) ) ) → 𝑈 ∈ ℝ )
67 4 ad8antr ⊢ ( ( ( ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℚ ) ∧ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ℚ ) ∧ 𝑧 ∈ ( 𝑉 (,) ( 𝑉 + 𝑌 ) ) ) → 𝑉 ∈ ℝ )
68 5 ad8antr ⊢ ( ( ( ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℚ ) ∧ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ℚ ) ∧ 𝑧 ∈ ( 𝑉 (,) ( 𝑉 + 𝑌 ) ) ) → ( 𝑈 · 𝑉 ) < 𝑅 )
69 simp-8r ⊢ ( ( ( ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℚ ) ∧ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ℚ ) ∧ 𝑧 ∈ ( 𝑉 (,) ( 𝑉 + 𝑌 ) ) ) → 𝑝 ∈ ℚ )
70 simp-6r ⊢ ( ( ( ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℚ ) ∧ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ℚ ) ∧ 𝑧 ∈ ( 𝑉 (,) ( 𝑉 + 𝑌 ) ) ) → 𝑟 ∈ ℚ )
71 simp-4r ⊢ ( ( ( ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℚ ) ∧ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ℚ ) ∧ 𝑧 ∈ ( 𝑉 (,) ( 𝑉 + 𝑌 ) ) ) → 𝑠 ∈ ℚ )
72 simplr ⊢ ( ( ( ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℚ ) ∧ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ℚ ) ∧ 𝑧 ∈ ( 𝑉 (,) ( 𝑉 + 𝑌 ) ) ) → 𝑧 ∈ ℚ )
73 simp-7r ⊢ ( ( ( ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℚ ) ∧ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ℚ ) ∧ 𝑧 ∈ ( 𝑉 (,) ( 𝑉 + 𝑌 ) ) ) → 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) )
74 simp-5r ⊢ ( ( ( ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℚ ) ∧ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ℚ ) ∧ 𝑧 ∈ ( 𝑉 (,) ( 𝑉 + 𝑌 ) ) ) → 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) )
75 simpllr ⊢ ( ( ( ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℚ ) ∧ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ℚ ) ∧ 𝑧 ∈ ( 𝑉 (,) ( 𝑉 + 𝑌 ) ) ) → 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) )
76 simpr ⊢ ( ( ( ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℚ ) ∧ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ℚ ) ∧ 𝑧 ∈ ( 𝑉 (,) ( 𝑉 + 𝑌 ) ) ) → 𝑧 ∈ ( 𝑉 (,) ( 𝑉 + 𝑌 ) ) )
77 65 2 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 6 7 smfmullem2 ⊢ ( ( ( ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℚ ) ∧ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) ) ∧ 𝑧 ∈ ℚ ) ∧ 𝑧 ∈ ( 𝑉 (,) ( 𝑉 + 𝑌 ) ) ) → ∃ 𝑞 ∈ 𝐾 ( 𝑈 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 0 ) (,) ( 𝑞 ‘ 1 ) ) ∧ 𝑉 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 2 ) (,) ( 𝑞 ‘ 3 ) ) ) )
78 77 rexlimdva2 ⊢ ( ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℚ ) ∧ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) ) → ( ∃ 𝑧 ∈ ℚ 𝑧 ∈ ( 𝑉 (,) ( 𝑉 + 𝑌 ) ) → ∃ 𝑞 ∈ 𝐾 ( 𝑈 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 0 ) (,) ( 𝑞 ‘ 1 ) ) ∧ 𝑉 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 2 ) (,) ( 𝑞 ‘ 3 ) ) ) ) )
79 64 78 mpd ⊢ ( ( ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) ∧ 𝑠 ∈ ℚ ) ∧ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) ) → ∃ 𝑞 ∈ 𝐾 ( 𝑈 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 0 ) (,) ( 𝑞 ‘ 1 ) ) ∧ 𝑉 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 2 ) (,) ( 𝑞 ‘ 3 ) ) ) )
80 79 rexlimdva2 ⊢ ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) → ( ∃ 𝑠 ∈ ℚ 𝑠 ∈ ( ( 𝑉 − 𝑌 ) (,) 𝑉 ) → ∃ 𝑞 ∈ 𝐾 ( 𝑈 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 0 ) (,) ( 𝑞 ‘ 1 ) ) ∧ 𝑉 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 2 ) (,) ( 𝑞 ‘ 3 ) ) ) ) )
81 58 80 mpd ⊢ ( ( ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) ∧ 𝑟 ∈ ℚ ) ∧ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) ) → ∃ 𝑞 ∈ 𝐾 ( 𝑈 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 0 ) (,) ( 𝑞 ‘ 1 ) ) ∧ 𝑉 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 2 ) (,) ( 𝑞 ‘ 3 ) ) ) )
82 81 rexlimdva2 ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) → ( ∃ 𝑟 ∈ ℚ 𝑟 ∈ ( 𝑈 (,) ( 𝑈 + 𝑌 ) ) → ∃ 𝑞 ∈ 𝐾 ( 𝑈 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 0 ) (,) ( 𝑞 ‘ 1 ) ) ∧ 𝑉 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 2 ) (,) ( 𝑞 ‘ 3 ) ) ) ) )
83 51 82 mpd ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑝 ∈ ℚ ) ∧ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) ) → ∃ 𝑞 ∈ 𝐾 ( 𝑈 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 0 ) (,) ( 𝑞 ‘ 1 ) ) ∧ 𝑉 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 2 ) (,) ( 𝑞 ‘ 3 ) ) ) )
84 83 rexlimdva2 ⊢ ( 𝜑 → ( ∃ 𝑝 ∈ ℚ 𝑝 ∈ ( ( 𝑈 − 𝑌 ) (,) 𝑈 ) → ∃ 𝑞 ∈ 𝐾 ( 𝑈 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 0 ) (,) ( 𝑞 ‘ 1 ) ) ∧ 𝑉 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 2 ) (,) ( 𝑞 ‘ 3 ) ) ) ) )
85 46 84 mpd ⊢ ( 𝜑 → ∃ 𝑞 ∈ 𝐾 ( 𝑈 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 0 ) (,) ( 𝑞 ‘ 1 ) ) ∧ 𝑉 ∈ ( ( 𝑞 ‘ 2 ) (,) ( 𝑞 ‘ 3 ) ) ) )