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Theorem distrlem4pr

Description: Lemma for distributive law for positive reals. (Contributed by NM, 2-May-1996) (Revised by Mario Carneiro, 14-Jun-2013) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion distrlem4pr A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simpl2 A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C B 𝑷
2 simprlr A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C y B
3 elprnq B 𝑷 y B y 𝑸
4 1 2 3 syl2anc A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C y 𝑸
5 simp1 A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 A 𝑷
6 simprl x A y B f A z C f A
7 elprnq A 𝑷 f A f 𝑸
8 5 6 7 syl2an A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C f 𝑸
9 simpl3 A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C C 𝑷
10 simprrr A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C z C
11 elprnq C 𝑷 z C z 𝑸
12 9 10 11 syl2anc A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C z 𝑸
13 vex x V
14 vex f V
15 ltmnq u 𝑸 w < 𝑸 v u 𝑸 w < 𝑸 u 𝑸 v
16 vex y V
17 mulcomnq w 𝑸 v = v 𝑸 w
18 13 14 15 16 17 caovord2 y 𝑸 x < 𝑸 f x 𝑸 y < 𝑸 f 𝑸 y
19 mulclnq f 𝑸 z 𝑸 f 𝑸 z 𝑸
20 ovex x 𝑸 y V
21 ovex f 𝑸 y V
22 ltanq u 𝑸 w < 𝑸 v u + 𝑸 w < 𝑸 u + 𝑸 v
23 ovex f 𝑸 z V
24 addcomnq w + 𝑸 v = v + 𝑸 w
25 20 21 22 23 24 caovord2 f 𝑸 z 𝑸 x 𝑸 y < 𝑸 f 𝑸 y x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z < 𝑸 f 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z
26 19 25 syl f 𝑸 z 𝑸 x 𝑸 y < 𝑸 f 𝑸 y x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z < 𝑸 f 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z
27 18 26 sylan9bb y 𝑸 f 𝑸 z 𝑸 x < 𝑸 f x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z < 𝑸 f 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z
28 4 8 12 27 syl12anc A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C x < 𝑸 f x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z < 𝑸 f 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z
29 simpl1 A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C A 𝑷
30 addclpr B 𝑷 C 𝑷 B + 𝑷 C 𝑷
31 30 3adant1 A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 B + 𝑷 C 𝑷
32 31 adantr A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C B + 𝑷 C 𝑷
33 mulclpr A 𝑷 B + 𝑷 C 𝑷 A 𝑷 B + 𝑷 C 𝑷
34 29 32 33 syl2anc A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C A 𝑷 B + 𝑷 C 𝑷
35 distrnq f 𝑸 y + 𝑸 z = f 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z
36 simprrl A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C f A
37 df-plp + 𝑷 = u 𝑷 , v 𝑷 w | g u h v w = g + 𝑸 h
38 addclnq g 𝑸 h 𝑸 g + 𝑸 h 𝑸
39 37 38 genpprecl B 𝑷 C 𝑷 y B z C y + 𝑸 z B + 𝑷 C
40 39 imp B 𝑷 C 𝑷 y B z C y + 𝑸 z B + 𝑷 C
41 1 9 2 10 40 syl22anc A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C y + 𝑸 z B + 𝑷 C
42 df-mp 𝑷 = u 𝑷 , v 𝑷 w | g u h v w = g 𝑸 h
43 mulclnq g 𝑸 h 𝑸 g 𝑸 h 𝑸
44 42 43 genpprecl A 𝑷 B + 𝑷 C 𝑷 f A y + 𝑸 z B + 𝑷 C f 𝑸 y + 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C
45 44 imp A 𝑷 B + 𝑷 C 𝑷 f A y + 𝑸 z B + 𝑷 C f 𝑸 y + 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C
46 29 32 36 41 45 syl22anc A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C f 𝑸 y + 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C
47 35 46 eqeltrrid A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C f 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C
48 prcdnq A 𝑷 B + 𝑷 C 𝑷 f 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z < 𝑸 f 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C
49 34 47 48 syl2anc A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z < 𝑸 f 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C
50 28 49 sylbid A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C x < 𝑸 f x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C
51 simpll x A y B f A z C x A
52 elprnq A 𝑷 x A x 𝑸
53 5 51 52 syl2an A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C x 𝑸
54 vex z V
55 14 13 15 54 17 caovord2 z 𝑸 f < 𝑸 x f 𝑸 z < 𝑸 x 𝑸 z
56 mulclnq x 𝑸 y 𝑸 x 𝑸 y 𝑸
57 ltanq x 𝑸 y 𝑸 f 𝑸 z < 𝑸 x 𝑸 z x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z < 𝑸 x 𝑸 y + 𝑸 x 𝑸 z
58 56 57 syl x 𝑸 y 𝑸 f 𝑸 z < 𝑸 x 𝑸 z x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z < 𝑸 x 𝑸 y + 𝑸 x 𝑸 z
59 55 58 sylan9bbr x 𝑸 y 𝑸 z 𝑸 f < 𝑸 x x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z < 𝑸 x 𝑸 y + 𝑸 x 𝑸 z
60 53 4 12 59 syl21anc A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C f < 𝑸 x x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z < 𝑸 x 𝑸 y + 𝑸 x 𝑸 z
61 distrnq x 𝑸 y + 𝑸 z = x 𝑸 y + 𝑸 x 𝑸 z
62 simprll A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C x A
63 42 43 genpprecl A 𝑷 B + 𝑷 C 𝑷 x A y + 𝑸 z B + 𝑷 C x 𝑸 y + 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C
64 63 imp A 𝑷 B + 𝑷 C 𝑷 x A y + 𝑸 z B + 𝑷 C x 𝑸 y + 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C
65 29 32 62 41 64 syl22anc A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C x 𝑸 y + 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C
66 61 65 eqeltrrid A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C x 𝑸 y + 𝑸 x 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C
67 prcdnq A 𝑷 B + 𝑷 C 𝑷 x 𝑸 y + 𝑸 x 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z < 𝑸 x 𝑸 y + 𝑸 x 𝑸 z x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C
68 34 66 67 syl2anc A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z < 𝑸 x 𝑸 y + 𝑸 x 𝑸 z x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C
69 60 68 sylbid A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C f < 𝑸 x x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C
70 ltsonq < 𝑸 Or 𝑸
71 sotrieq < 𝑸 Or 𝑸 x 𝑸 f 𝑸 x = f ¬ x < 𝑸 f f < 𝑸 x
72 70 71 mpan x 𝑸 f 𝑸 x = f ¬ x < 𝑸 f f < 𝑸 x
73 53 8 72 syl2anc A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C x = f ¬ x < 𝑸 f f < 𝑸 x
74 oveq1 x = f x 𝑸 z = f 𝑸 z
75 74 oveq2d x = f x 𝑸 y + 𝑸 x 𝑸 z = x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z
76 61 75 eqtrid x = f x 𝑸 y + 𝑸 z = x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z
77 76 eleq1d x = f x 𝑸 y + 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C
78 65 77 syl5ibcom A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C x = f x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C
79 73 78 sylbird A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C ¬ x < 𝑸 f f < 𝑸 x x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C
80 50 69 79 ecase3d A 𝑷 B 𝑷 C 𝑷 x A y B f A z C x 𝑸 y + 𝑸 f 𝑸 z A 𝑷 B + 𝑷 C