Metamath Proof Explorer


Theorem unitdivcld

Description: Necessary conditions for a quotient to be in the closed unit interval. (somewhat too strong, it would be sufficient that A and B are in RR+) (Contributed by Thierry Arnoux, 20-Dec-2016)

Ref Expression
Assertion unitdivcld ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ ( ๐ด โ‰ค ๐ต โ†” ( ๐ด / ๐ต ) โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elunitrn โŠข ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
2 1 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
3 elunitrn โŠข ( ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ )
4 3 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ ๐ต โˆˆ โ„ )
5 simp3 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ ๐ต โ‰  0 )
6 2 4 5 redivcld โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ ( ๐ด / ๐ต ) โˆˆ โ„ )
7 6 adantr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐ด โ‰ค ๐ต ) โ†’ ( ๐ด / ๐ต ) โˆˆ โ„ )
8 elunitge0 โŠข ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ 0 โ‰ค ๐ด )
9 8 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ 0 โ‰ค ๐ด )
10 elunitge0 โŠข ( ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ 0 โ‰ค ๐ต )
11 10 adantr โŠข ( ( ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ 0 โ‰ค ๐ต )
12 0re โŠข 0 โˆˆ โ„
13 ltlen โŠข ( ( 0 โˆˆ โ„ โˆง ๐ต โˆˆ โ„ ) โ†’ ( 0 < ๐ต โ†” ( 0 โ‰ค ๐ต โˆง ๐ต โ‰  0 ) ) )
14 12 3 13 sylancr โŠข ( ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†’ ( 0 < ๐ต โ†” ( 0 โ‰ค ๐ต โˆง ๐ต โ‰  0 ) ) )
15 14 biimpar โŠข ( ( ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ( 0 โ‰ค ๐ต โˆง ๐ต โ‰  0 ) ) โ†’ 0 < ๐ต )
16 15 3impb โŠข ( ( ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง 0 โ‰ค ๐ต โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ 0 < ๐ต )
17 16 3com23 โŠข ( ( ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 โˆง 0 โ‰ค ๐ต ) โ†’ 0 < ๐ต )
18 11 17 mpd3an3 โŠข ( ( ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ 0 < ๐ต )
19 18 3adant1 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ 0 < ๐ต )
20 divge0 โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ๐ด ) โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ โˆง 0 < ๐ต ) ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐ด / ๐ต ) )
21 2 9 4 19 20 syl22anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐ด / ๐ต ) )
22 21 adantr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐ด โ‰ค ๐ต ) โ†’ 0 โ‰ค ( ๐ด / ๐ต ) )
23 1red โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ 1 โˆˆ โ„ )
24 ledivmul โŠข ( ( ๐ด โˆˆ โ„ โˆง 1 โˆˆ โ„ โˆง ( ๐ต โˆˆ โ„ โˆง 0 < ๐ต ) ) โ†’ ( ( ๐ด / ๐ต ) โ‰ค 1 โ†” ๐ด โ‰ค ( ๐ต ยท 1 ) ) )
25 2 23 4 19 24 syl112anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ ( ( ๐ด / ๐ต ) โ‰ค 1 โ†” ๐ด โ‰ค ( ๐ต ยท 1 ) ) )
26 ax-1rid โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„ โ†’ ( ๐ต ยท 1 ) = ๐ต )
27 26 breq2d โŠข ( ๐ต โˆˆ โ„ โ†’ ( ๐ด โ‰ค ( ๐ต ยท 1 ) โ†” ๐ด โ‰ค ๐ต ) )
28 4 27 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ ( ๐ด โ‰ค ( ๐ต ยท 1 ) โ†” ๐ด โ‰ค ๐ต ) )
29 25 28 bitr2d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ ( ๐ด โ‰ค ๐ต โ†” ( ๐ด / ๐ต ) โ‰ค 1 ) )
30 29 biimpa โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐ด โ‰ค ๐ต ) โ†’ ( ๐ด / ๐ต ) โ‰ค 1 )
31 7 22 30 3jca โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โˆง ๐ด โ‰ค ๐ต ) โ†’ ( ( ๐ด / ๐ต ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ๐ด / ๐ต ) โˆง ( ๐ด / ๐ต ) โ‰ค 1 ) )
32 31 ex โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ ( ๐ด โ‰ค ๐ต โ†’ ( ( ๐ด / ๐ต ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ๐ด / ๐ต ) โˆง ( ๐ด / ๐ต ) โ‰ค 1 ) ) )
33 simp3 โŠข ( ( ( ๐ด / ๐ต ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ๐ด / ๐ต ) โˆง ( ๐ด / ๐ต ) โ‰ค 1 ) โ†’ ( ๐ด / ๐ต ) โ‰ค 1 )
34 33 29 imbitrrid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ ( ( ( ๐ด / ๐ต ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ๐ด / ๐ต ) โˆง ( ๐ด / ๐ต ) โ‰ค 1 ) โ†’ ๐ด โ‰ค ๐ต ) )
35 32 34 impbid โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ ( ๐ด โ‰ค ๐ต โ†” ( ( ๐ด / ๐ต ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ๐ด / ๐ต ) โˆง ( ๐ด / ๐ต ) โ‰ค 1 ) ) )
36 elicc01 โŠข ( ( ๐ด / ๐ต ) โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โ†” ( ( ๐ด / ๐ต ) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ( ๐ด / ๐ต ) โˆง ( ๐ด / ๐ต ) โ‰ค 1 ) )
37 35 36 bitr4di โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โˆˆ ( 0 [,] 1 ) โˆง ๐ต โ‰  0 ) โ†’ ( ๐ด โ‰ค ๐ต โ†” ( ๐ด / ๐ต ) โˆˆ ( 0 [,] 1 ) ) )