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Theorem archiabllem1

Description: Archimedean ordered groups with a minimal positive value are abelian. (Contributed by Thierry Arnoux, 13-Apr-2018)

Ref Expression
Hypotheses archiabllem.b ⊢ B = Base W
archiabllem.0 ⊢ 0 ˙ = 0 W
archiabllem.e ⊢ ≤ ˙ = ≤ W
archiabllem.t ⊢ < ˙ = < W
archiabllem.m ⊢ · ˙ = ⋅ W
archiabllem.g ⊢ φ → W ∈ oGrp
archiabllem.a ⊢ φ → W ∈ Archi
archiabllem1.u ⊢ φ → U ∈ B
archiabllem1.p ⊢ φ → 0 ˙ < ˙ U
archiabllem1.s ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ x → U ≤ ˙ x
Assertion archiabllem1 ⊢ φ → W ∈ Abel

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 archiabllem.b ⊢ B = Base W
2 archiabllem.0 ⊢ 0 ˙ = 0 W
3 archiabllem.e ⊢ ≤ ˙ = ≤ W
4 archiabllem.t ⊢ < ˙ = < W
5 archiabllem.m ⊢ · ˙ = ⋅ W
6 archiabllem.g ⊢ φ → W ∈ oGrp
7 archiabllem.a ⊢ φ → W ∈ Archi
8 archiabllem1.u ⊢ φ → U ∈ B
9 archiabllem1.p ⊢ φ → 0 ˙ < ˙ U
10 archiabllem1.s ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ x → U ≤ ˙ x
11 ogrpgrp ⊢ W ∈ oGrp → W ∈ Grp
12 6 11 syl ⊢ φ → W ∈ Grp
13 simplr ⊢ φ ∧ m ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ → m ∈ ℤ
14 13 zcnd ⊢ φ ∧ m ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ → m ∈ ℂ
15 simpr ⊢ φ ∧ m ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ → n ∈ ℤ
16 15 zcnd ⊢ φ ∧ m ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ → n ∈ ℂ
17 14 16 addcomd ⊢ φ ∧ m ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ → m + n = n + m
18 17 oveq1d ⊢ φ ∧ m ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ → m + n · ˙ U = n + m · ˙ U
19 12 ad2antrr ⊢ φ ∧ m ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ → W ∈ Grp
20 8 ad2antrr ⊢ φ ∧ m ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ → U ∈ B
21 eqid ⊢ + W = + W
22 1 5 21 mulgdir ⊢ W ∈ Grp ∧ m ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ ∧ U ∈ B → m + n · ˙ U = m · ˙ U + W n · ˙ U
23 19 13 15 20 22 syl13anc ⊢ φ ∧ m ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ → m + n · ˙ U = m · ˙ U + W n · ˙ U
24 1 5 21 mulgdir ⊢ W ∈ Grp ∧ n ∈ ℤ ∧ m ∈ ℤ ∧ U ∈ B → n + m · ˙ U = n · ˙ U + W m · ˙ U
25 19 15 13 20 24 syl13anc ⊢ φ ∧ m ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ → n + m · ˙ U = n · ˙ U + W m · ˙ U
26 18 23 25 3eqtr3d ⊢ φ ∧ m ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ → m · ˙ U + W n · ˙ U = n · ˙ U + W m · ˙ U
27 26 adantllr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ m ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ → m · ˙ U + W n · ˙ U = n · ˙ U + W m · ˙ U
28 27 adantlr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ m ∈ ℤ ∧ y = m · ˙ U ∧ n ∈ ℤ → m · ˙ U + W n · ˙ U = n · ˙ U + W m · ˙ U
29 28 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ m ∈ ℤ ∧ y = m · ˙ U ∧ n ∈ ℤ ∧ z = n · ˙ U → m · ˙ U + W n · ˙ U = n · ˙ U + W m · ˙ U
30 simpllr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ m ∈ ℤ ∧ y = m · ˙ U ∧ n ∈ ℤ ∧ z = n · ˙ U → y = m · ˙ U
31 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ m ∈ ℤ ∧ y = m · ˙ U ∧ n ∈ ℤ ∧ z = n · ˙ U → z = n · ˙ U
32 30 31 oveq12d ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ m ∈ ℤ ∧ y = m · ˙ U ∧ n ∈ ℤ ∧ z = n · ˙ U → y + W z = m · ˙ U + W n · ˙ U
33 31 30 oveq12d ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ m ∈ ℤ ∧ y = m · ˙ U ∧ n ∈ ℤ ∧ z = n · ˙ U → z + W y = n · ˙ U + W m · ˙ U
34 29 32 33 3eqtr4d ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ m ∈ ℤ ∧ y = m · ˙ U ∧ n ∈ ℤ ∧ z = n · ˙ U → y + W z = z + W y
35 simplll ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ m ∈ ℤ ∧ y = m · ˙ U → φ
36 simpr1r ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ m ∈ ℤ ∧ y = m · ˙ U → z ∈ B
37 36 3anassrs ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ m ∈ ℤ ∧ y = m · ˙ U → z ∈ B
38 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 archiabllem1b ⊢ φ ∧ z ∈ B → ∃ n ∈ ℤ z = n · ˙ U
39 35 37 38 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ m ∈ ℤ ∧ y = m · ˙ U → ∃ n ∈ ℤ z = n · ˙ U
40 34 39 r19.29a ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ m ∈ ℤ ∧ y = m · ˙ U → y + W z = z + W y
41 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 archiabllem1b ⊢ φ ∧ y ∈ B → ∃ m ∈ ℤ y = m · ˙ U
42 41 adantrr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → ∃ m ∈ ℤ y = m · ˙ U
43 40 42 r19.29a ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y + W z = z + W y
44 43 ralrimivva ⊢ φ → ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B y + W z = z + W y
45 1 21 isabl2 ⊢ W ∈ Abel ↔ W ∈ Grp ∧ ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B y + W z = z + W y
46 12 44 45 sylanbrc ⊢ φ → W ∈ Abel