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Theorem isarchi2

Description: Alternative way to express the predicate " W is Archimedean ", for Tosets. (Contributed by Thierry Arnoux, 30-Jan-2018)

Ref Expression
Hypotheses isarchi2.b ⊢ B = Base W
isarchi2.0 ⊢ 0 ˙ = 0 W
isarchi2.x ⊢ · ˙ = ⋅ W
isarchi2.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ W
isarchi2.t ⊢ < ˙ = < W
Assertion isarchi2 ⊢ W ∈ Toset ∧ W ∈ Mnd → W ∈ Archi ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B 0 ˙ < ˙ x → ∃ n ∈ ℕ y ≤ ˙ n · ˙ x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isarchi2.b ⊢ B = Base W
2 isarchi2.0 ⊢ 0 ˙ = 0 W
3 isarchi2.x ⊢ · ˙ = ⋅ W
4 isarchi2.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ W
5 isarchi2.t ⊢ < ˙ = < W
6 eqid ⊢ ⋘ ⁡ W = ⋘ ⁡ W
7 1 2 6 isarchi ⊢ W ∈ Toset → W ∈ Archi ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ¬ x ⋘ ⁡ W y
8 7 adantr ⊢ W ∈ Toset ∧ W ∈ Mnd → W ∈ Archi ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ¬ x ⋘ ⁡ W y
9 simpl1l ⊢ W ∈ Toset ∧ W ∈ Mnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ n ∈ ℕ → W ∈ Toset
10 simpl1r ⊢ W ∈ Toset ∧ W ∈ Mnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ n ∈ ℕ → W ∈ Mnd
11 simpr ⊢ W ∈ Toset ∧ W ∈ Mnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ n ∈ ℕ → n ∈ ℕ
12 11 nnnn0d ⊢ W ∈ Toset ∧ W ∈ Mnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ n ∈ ℕ → n ∈ ℕ 0
13 simpl2 ⊢ W ∈ Toset ∧ W ∈ Mnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ n ∈ ℕ → x ∈ B
14 1 3 10 12 13 mulgnn0cld ⊢ W ∈ Toset ∧ W ∈ Mnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ n ∈ ℕ → n · ˙ x ∈ B
15 simpl3 ⊢ W ∈ Toset ∧ W ∈ Mnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ n ∈ ℕ → y ∈ B
16 1 4 5 tltnle ⊢ W ∈ Toset ∧ n · ˙ x ∈ B ∧ y ∈ B → n · ˙ x < ˙ y ↔ ¬ y ≤ ˙ n · ˙ x
17 16 con2bid ⊢ W ∈ Toset ∧ n · ˙ x ∈ B ∧ y ∈ B → y ≤ ˙ n · ˙ x ↔ ¬ n · ˙ x < ˙ y
18 9 14 15 17 syl3anc ⊢ W ∈ Toset ∧ W ∈ Mnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B ∧ n ∈ ℕ → y ≤ ˙ n · ˙ x ↔ ¬ n · ˙ x < ˙ y
19 18 rexbidva ⊢ W ∈ Toset ∧ W ∈ Mnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → ∃ n ∈ ℕ y ≤ ˙ n · ˙ x ↔ ∃ n ∈ ℕ ¬ n · ˙ x < ˙ y
20 19 imbi2d ⊢ W ∈ Toset ∧ W ∈ Mnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → 0 ˙ < ˙ x → ∃ n ∈ ℕ y ≤ ˙ n · ˙ x ↔ 0 ˙ < ˙ x → ∃ n ∈ ℕ ¬ n · ˙ x < ˙ y
21 1 2 3 5 isinftm ⊢ W ∈ Toset ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x ⋘ ⁡ W y ↔ 0 ˙ < ˙ x ∧ ∀ n ∈ ℕ n · ˙ x < ˙ y
22 21 notbid ⊢ W ∈ Toset ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → ¬ x ⋘ ⁡ W y ↔ ¬ 0 ˙ < ˙ x ∧ ∀ n ∈ ℕ n · ˙ x < ˙ y
23 rexnal ⊢ ∃ n ∈ ℕ ¬ n · ˙ x < ˙ y ↔ ¬ ∀ n ∈ ℕ n · ˙ x < ˙ y
24 23 imbi2i ⊢ 0 ˙ < ˙ x → ∃ n ∈ ℕ ¬ n · ˙ x < ˙ y ↔ 0 ˙ < ˙ x → ¬ ∀ n ∈ ℕ n · ˙ x < ˙ y
25 imnan ⊢ 0 ˙ < ˙ x → ¬ ∀ n ∈ ℕ n · ˙ x < ˙ y ↔ ¬ 0 ˙ < ˙ x ∧ ∀ n ∈ ℕ n · ˙ x < ˙ y
26 24 25 bitr2i ⊢ ¬ 0 ˙ < ˙ x ∧ ∀ n ∈ ℕ n · ˙ x < ˙ y ↔ 0 ˙ < ˙ x → ∃ n ∈ ℕ ¬ n · ˙ x < ˙ y
27 22 26 bitrdi ⊢ W ∈ Toset ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → ¬ x ⋘ ⁡ W y ↔ 0 ˙ < ˙ x → ∃ n ∈ ℕ ¬ n · ˙ x < ˙ y
28 27 3adant1r ⊢ W ∈ Toset ∧ W ∈ Mnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → ¬ x ⋘ ⁡ W y ↔ 0 ˙ < ˙ x → ∃ n ∈ ℕ ¬ n · ˙ x < ˙ y
29 20 28 bitr4d ⊢ W ∈ Toset ∧ W ∈ Mnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → 0 ˙ < ˙ x → ∃ n ∈ ℕ y ≤ ˙ n · ˙ x ↔ ¬ x ⋘ ⁡ W y
30 29 3expb ⊢ W ∈ Toset ∧ W ∈ Mnd ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → 0 ˙ < ˙ x → ∃ n ∈ ℕ y ≤ ˙ n · ˙ x ↔ ¬ x ⋘ ⁡ W y
31 30 2ralbidva ⊢ W ∈ Toset ∧ W ∈ Mnd → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B 0 ˙ < ˙ x → ∃ n ∈ ℕ y ≤ ˙ n · ˙ x ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ¬ x ⋘ ⁡ W y
32 8 31 bitr4d ⊢ W ∈ Toset ∧ W ∈ Mnd → W ∈ Archi ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B 0 ˙ < ˙ x → ∃ n ∈ ℕ y ≤ ˙ n · ˙ x