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Theorem archiexdiv

Description: In an Archimedean group, given two positive elements, there exists a "divisor" n . (Contributed by Thierry Arnoux, 30-Jan-2018)

Ref Expression
Hypotheses archiexdiv.b ⊢ B = Base W
archiexdiv.0 ⊢ 0 ˙ = 0 W
archiexdiv.i ⊢ < ˙ = < W
archiexdiv.x ⊢ · ˙ = ⋅ W
Assertion archiexdiv ⊢ W ∈ oGrp ∧ W ∈ Archi ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ X → ∃ n ∈ ℕ Y < ˙ n · ˙ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 archiexdiv.b ⊢ B = Base W
2 archiexdiv.0 ⊢ 0 ˙ = 0 W
3 archiexdiv.i ⊢ < ˙ = < W
4 archiexdiv.x ⊢ · ˙ = ⋅ W
5 1 2 3 4 isarchi3 ⊢ W ∈ oGrp → W ∈ Archi ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B 0 ˙ < ˙ x → ∃ n ∈ ℕ y < ˙ n · ˙ x
6 5 biimpa ⊢ W ∈ oGrp ∧ W ∈ Archi → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B 0 ˙ < ˙ x → ∃ n ∈ ℕ y < ˙ n · ˙ x
7 6 3ad2ant1 ⊢ W ∈ oGrp ∧ W ∈ Archi ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ X → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B 0 ˙ < ˙ x → ∃ n ∈ ℕ y < ˙ n · ˙ x
8 simp3 ⊢ W ∈ oGrp ∧ W ∈ Archi ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ X → 0 ˙ < ˙ X
9 breq2 ⊢ x = X → 0 ˙ < ˙ x ↔ 0 ˙ < ˙ X
10 oveq2 ⊢ x = X → n · ˙ x = n · ˙ X
11 10 breq2d ⊢ x = X → y < ˙ n · ˙ x ↔ y < ˙ n · ˙ X
12 11 rexbidv ⊢ x = X → ∃ n ∈ ℕ y < ˙ n · ˙ x ↔ ∃ n ∈ ℕ y < ˙ n · ˙ X
13 9 12 imbi12d ⊢ x = X → 0 ˙ < ˙ x → ∃ n ∈ ℕ y < ˙ n · ˙ x ↔ 0 ˙ < ˙ X → ∃ n ∈ ℕ y < ˙ n · ˙ X
14 breq1 ⊢ y = Y → y < ˙ n · ˙ X ↔ Y < ˙ n · ˙ X
15 14 rexbidv ⊢ y = Y → ∃ n ∈ ℕ y < ˙ n · ˙ X ↔ ∃ n ∈ ℕ Y < ˙ n · ˙ X
16 15 imbi2d ⊢ y = Y → 0 ˙ < ˙ X → ∃ n ∈ ℕ y < ˙ n · ˙ X ↔ 0 ˙ < ˙ X → ∃ n ∈ ℕ Y < ˙ n · ˙ X
17 13 16 rspc2v ⊢ X ∈ B ∧ Y ∈ B → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B 0 ˙ < ˙ x → ∃ n ∈ ℕ y < ˙ n · ˙ x → 0 ˙ < ˙ X → ∃ n ∈ ℕ Y < ˙ n · ˙ X
18 17 3ad2ant2 ⊢ W ∈ oGrp ∧ W ∈ Archi ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ X → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B 0 ˙ < ˙ x → ∃ n ∈ ℕ y < ˙ n · ˙ x → 0 ˙ < ˙ X → ∃ n ∈ ℕ Y < ˙ n · ˙ X
19 7 8 18 mp2d ⊢ W ∈ oGrp ∧ W ∈ Archi ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ 0 ˙ < ˙ X → ∃ n ∈ ℕ Y < ˙ n · ˙ X