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Theorem archiabllem2a

Description: Lemma for archiabl , which requires the group to be both left- and right-ordered. (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
archiabllem2.1 ⊢ + ˙ = + W
archiabllem2.2 ⊢ φ → opp 𝑔 ⁡ W ∈ oGrp
archiabllem2.3 ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ a → ∃ b ∈ B 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ a
archiabllem2a.4 ⊢ φ → X ∈ B
archiabllem2a.5 ⊢ φ → 0 ˙ < ˙ X
Assertion archiabllem2a ⊢ φ → ∃ c ∈ B 0 ˙ < ˙ c ∧ c + ˙ c ≤ ˙ X

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 archiabllem2.1 ⊢ + ˙ = + W
9 archiabllem2.2 ⊢ φ → opp 𝑔 ⁡ W ∈ oGrp
10 archiabllem2.3 ⊢ φ ∧ a ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ a → ∃ b ∈ B 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ a
11 archiabllem2a.4 ⊢ φ → X ∈ B
12 archiabllem2a.5 ⊢ φ → 0 ˙ < ˙ X
13 simpllr ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ b + ˙ b ≤ ˙ X → b ∈ B
14 simplrl ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ b + ˙ b ≤ ˙ X → 0 ˙ < ˙ b
15 simpr ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ b + ˙ b ≤ ˙ X → b + ˙ b ≤ ˙ X
16 breq2 ⊢ c = b → 0 ˙ < ˙ c ↔ 0 ˙ < ˙ b
17 id ⊢ c = b → c = b
18 17 17 oveq12d ⊢ c = b → c + ˙ c = b + ˙ b
19 18 breq1d ⊢ c = b → c + ˙ c ≤ ˙ X ↔ b + ˙ b ≤ ˙ X
20 16 19 anbi12d ⊢ c = b → 0 ˙ < ˙ c ∧ c + ˙ c ≤ ˙ X ↔ 0 ˙ < ˙ b ∧ b + ˙ b ≤ ˙ X
21 20 rspcev ⊢ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b + ˙ b ≤ ˙ X → ∃ c ∈ B 0 ˙ < ˙ c ∧ c + ˙ c ≤ ˙ X
22 13 14 15 21 syl12anc ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ b + ˙ b ≤ ˙ X → ∃ c ∈ B 0 ˙ < ˙ c ∧ c + ˙ c ≤ ˙ X
23 simplll ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → φ
24 ogrpgrp ⊢ W ∈ oGrp → W ∈ Grp
25 23 6 24 3syl ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → W ∈ Grp
26 23 11 syl ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → X ∈ B
27 simpllr ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → b ∈ B
28 eqid ⊢ - W = - W
29 1 28 grpsubcl ⊢ W ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ b ∈ B → X - W b ∈ B
30 25 26 27 29 syl3anc ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → X - W b ∈ B
31 1 2 28 grpsubid ⊢ W ∈ Grp ∧ b ∈ B → b - W b = 0 ˙
32 25 27 31 syl2anc ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → b - W b = 0 ˙
33 23 6 syl ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → W ∈ oGrp
34 simplrr ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → b < ˙ X
35 1 4 28 ogrpsublt ⊢ W ∈ oGrp ∧ b ∈ B ∧ X ∈ B ∧ b ∈ B ∧ b < ˙ X → b - W b < ˙ X - W b
36 33 27 26 27 34 35 syl131anc ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → b - W b < ˙ X - W b
37 32 36 eqbrtrrd ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → 0 ˙ < ˙ X - W b
38 23 9 syl ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → opp 𝑔 ⁡ W ∈ oGrp
39 1 8 grpcl ⊢ W ∈ Grp ∧ b ∈ B ∧ b ∈ B → b + ˙ b ∈ B
40 25 27 27 39 syl3anc ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → b + ˙ b ∈ B
41 simpr ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → X < ˙ b + ˙ b
42 1 4 28 ogrpsublt ⊢ W ∈ oGrp ∧ X ∈ B ∧ b + ˙ b ∈ B ∧ b ∈ B ∧ X < ˙ b + ˙ b → X - W b < ˙ b + ˙ b - W b
43 33 26 40 27 41 42 syl131anc ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → X - W b < ˙ b + ˙ b - W b
44 1 8 28 grpaddsubass ⊢ W ∈ Grp ∧ b ∈ B ∧ b ∈ B ∧ b ∈ B → b + ˙ b - W b = b + ˙ b - W b
45 25 27 27 27 44 syl13anc ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → b + ˙ b - W b = b + ˙ b - W b
46 32 oveq2d ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → b + ˙ b - W b = b + ˙ 0 ˙
47 1 8 2 grprid ⊢ W ∈ Grp ∧ b ∈ B → b + ˙ 0 ˙ = b
48 25 27 47 syl2anc ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → b + ˙ 0 ˙ = b
49 45 46 48 3eqtrd ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → b + ˙ b - W b = b
50 43 49 breqtrd ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → X - W b < ˙ b
51 1 4 8 25 38 30 27 30 50 ogrpaddltrd ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → X - W b + ˙ X - W b < ˙ X - W b + ˙ b
52 1 8 28 grpnpcan ⊢ W ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ b ∈ B → X - W b + ˙ b = X
53 25 26 27 52 syl3anc ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → X - W b + ˙ b = X
54 51 53 breqtrd ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → X - W b + ˙ X - W b < ˙ X
55 ovexd ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → X - W b + ˙ X - W b ∈ V
56 3 4 pltle ⊢ W ∈ Grp ∧ X - W b + ˙ X - W b ∈ V ∧ X ∈ B → X - W b + ˙ X - W b < ˙ X → X - W b + ˙ X - W b ≤ ˙ X
57 25 55 26 56 syl3anc ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → X - W b + ˙ X - W b < ˙ X → X - W b + ˙ X - W b ≤ ˙ X
58 54 57 mpd ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → X - W b + ˙ X - W b ≤ ˙ X
59 breq2 ⊢ c = X - W b → 0 ˙ < ˙ c ↔ 0 ˙ < ˙ X - W b
60 id ⊢ c = X - W b → c = X - W b
61 60 60 oveq12d ⊢ c = X - W b → c + ˙ c = X - W b + ˙ X - W b
62 61 breq1d ⊢ c = X - W b → c + ˙ c ≤ ˙ X ↔ X - W b + ˙ X - W b ≤ ˙ X
63 59 62 anbi12d ⊢ c = X - W b → 0 ˙ < ˙ c ∧ c + ˙ c ≤ ˙ X ↔ 0 ˙ < ˙ X - W b ∧ X - W b + ˙ X - W b ≤ ˙ X
64 63 rspcev ⊢ X - W b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ X - W b ∧ X - W b + ˙ X - W b ≤ ˙ X → ∃ c ∈ B 0 ˙ < ˙ c ∧ c + ˙ c ≤ ˙ X
65 30 37 58 64 syl12anc ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X ∧ X < ˙ b + ˙ b → ∃ c ∈ B 0 ˙ < ˙ c ∧ c + ˙ c ≤ ˙ X
66 6 ad2antrr ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X → W ∈ oGrp
67 isogrp ⊢ W ∈ oGrp ↔ W ∈ Grp ∧ W ∈ oMnd
68 67 simprbi ⊢ W ∈ oGrp → W ∈ oMnd
69 omndtos ⊢ W ∈ oMnd → W ∈ Toset
70 66 68 69 3syl ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X → W ∈ Toset
71 66 24 syl ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X → W ∈ Grp
72 simplr ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X → b ∈ B
73 71 72 72 39 syl3anc ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X → b + ˙ b ∈ B
74 11 ad2antrr ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X → X ∈ B
75 1 3 4 tlt2 ⊢ W ∈ Toset ∧ b + ˙ b ∈ B ∧ X ∈ B → b + ˙ b ≤ ˙ X ∨ X < ˙ b + ˙ b
76 70 73 74 75 syl3anc ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X → b + ˙ b ≤ ˙ X ∨ X < ˙ b + ˙ b
77 22 65 76 mpjaodan ⊢ φ ∧ b ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X → ∃ c ∈ B 0 ˙ < ˙ c ∧ c + ˙ c ≤ ˙ X
78 10 3expia ⊢ φ ∧ a ∈ B → 0 ˙ < ˙ a → ∃ b ∈ B 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ a
79 78 ralrimiva ⊢ φ → ∀ a ∈ B 0 ˙ < ˙ a → ∃ b ∈ B 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ a
80 breq2 ⊢ a = X → 0 ˙ < ˙ a ↔ 0 ˙ < ˙ X
81 breq2 ⊢ a = X → b < ˙ a ↔ b < ˙ X
82 81 anbi2d ⊢ a = X → 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ a ↔ 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X
83 82 rexbidv ⊢ a = X → ∃ b ∈ B 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ a ↔ ∃ b ∈ B 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X
84 80 83 imbi12d ⊢ a = X → 0 ˙ < ˙ a → ∃ b ∈ B 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ a ↔ 0 ˙ < ˙ X → ∃ b ∈ B 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X
85 84 rspcv ⊢ X ∈ B → ∀ a ∈ B 0 ˙ < ˙ a → ∃ b ∈ B 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ a → 0 ˙ < ˙ X → ∃ b ∈ B 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X
86 11 79 12 85 syl3c ⊢ φ → ∃ b ∈ B 0 ˙ < ˙ b ∧ b < ˙ X
87 77 86 r19.29a ⊢ φ → ∃ c ∈ B 0 ˙ < ˙ c ∧ c + ˙ c ≤ ˙ X