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Theorem legtrid

Description: Trichotomy law for the less-than relationship. Proposition 5.10 of Schwabhauser p. 42. (Contributed by Thierry Arnoux, 27-Jun-2019)

Ref Expression
Hypotheses legval.p ⊢ P = Base G
legval.d ⊢ - ˙ = dist ⁡ G
legval.i ⊢ I = Itv ⁡ G
legval.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ 𝒢 ⁡ G
legval.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
legid.a ⊢ φ → A ∈ P
legid.b ⊢ φ → B ∈ P
legtrd.c ⊢ φ → C ∈ P
legtrd.d ⊢ φ → D ∈ P
Assertion legtrid ⊢ φ → A - ˙ B ≤ ˙ C - ˙ D ∨ C - ˙ D ≤ ˙ A - ˙ B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 legval.p ⊢ P = Base G
2 legval.d ⊢ - ˙ = dist ⁡ G
3 legval.i ⊢ I = Itv ⁡ G
4 legval.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ 𝒢 ⁡ G
5 legval.g ⊢ φ → G ∈ 𝒢 Tarski
6 legid.a ⊢ φ → A ∈ P
7 legid.b ⊢ φ → B ∈ P
8 legtrd.c ⊢ φ → C ∈ P
9 legtrd.d ⊢ φ → D ∈ P
10 5 adantr ⊢ φ ∧ P = 1 → G ∈ 𝒢 Tarski
11 6 adantr ⊢ φ ∧ P = 1 → A ∈ P
12 7 adantr ⊢ φ ∧ P = 1 → B ∈ P
13 1 2 3 4 10 11 12 legid ⊢ φ ∧ P = 1 → A - ˙ B ≤ ˙ A - ˙ B
14 8 adantr ⊢ φ ∧ P = 1 → C ∈ P
15 simpr ⊢ φ ∧ P = 1 → P = 1
16 9 adantr ⊢ φ ∧ P = 1 → D ∈ P
17 1 2 3 10 11 12 14 15 16 tgldim0cgr ⊢ φ ∧ P = 1 → A - ˙ B = C - ˙ D
18 13 17 breqtrd ⊢ φ ∧ P = 1 → A - ˙ B ≤ ˙ C - ˙ D
19 18 orcd ⊢ φ ∧ P = 1 → A - ˙ B ≤ ˙ C - ˙ D ∨ C - ˙ D ≤ ˙ A - ˙ B
20 5 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x ∧ y ∈ P ∧ A ∈ x I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D → G ∈ 𝒢 Tarski
21 simplr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x → x ∈ P
22 21 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x ∧ y ∈ P ∧ A ∈ x I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D → x ∈ P
23 6 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x ∧ y ∈ P ∧ A ∈ x I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D → A ∈ P
24 7 ad3antrrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x ∧ y ∈ P ∧ A ∈ x I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D → B ∈ P
25 simprl ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x ∧ y ∈ P ∧ A ∈ x I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D → y ∈ P
26 simplrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x ∧ y ∈ P ∧ A ∈ x I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D → A ≠ x
27 26 necomd ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x ∧ y ∈ P ∧ A ∈ x I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D → x ≠ A
28 simplrl ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x ∧ y ∈ P ∧ A ∈ x I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D → A ∈ B I x
29 1 2 3 20 24 23 22 28 tgbtwncom ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x ∧ y ∈ P ∧ A ∈ x I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D → A ∈ x I B
30 simprrl ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x ∧ y ∈ P ∧ A ∈ x I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D → A ∈ x I y
31 1 3 20 22 23 24 25 27 29 30 tgbtwnconn2 ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x ∧ y ∈ P ∧ A ∈ x I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D → B ∈ A I y ∨ y ∈ A I B
32 simprrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x ∧ y ∈ P ∧ A ∈ x I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D → A - ˙ y = C - ˙ D
33 31 32 jca ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x ∧ y ∈ P ∧ A ∈ x I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D → B ∈ A I y ∨ y ∈ A I B ∧ A - ˙ y = C - ˙ D
34 5 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x → G ∈ 𝒢 Tarski
35 6 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x → A ∈ P
36 8 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x → C ∈ P
37 9 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x → D ∈ P
38 1 2 3 34 21 35 36 37 axtgsegcon ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x → ∃ y ∈ P A ∈ x I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D
39 33 38 reximddv ⊢ φ ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x → ∃ y ∈ P B ∈ A I y ∨ y ∈ A I B ∧ A - ˙ y = C - ˙ D
40 39 adantllr ⊢ φ ∧ 2 ≤ P ∧ x ∈ P ∧ A ∈ B I x ∧ A ≠ x → ∃ y ∈ P B ∈ A I y ∨ y ∈ A I B ∧ A - ˙ y = C - ˙ D
41 5 adantr ⊢ φ ∧ 2 ≤ P → G ∈ 𝒢 Tarski
42 7 adantr ⊢ φ ∧ 2 ≤ P → B ∈ P
43 6 adantr ⊢ φ ∧ 2 ≤ P → A ∈ P
44 simpr ⊢ φ ∧ 2 ≤ P → 2 ≤ P
45 1 2 3 41 42 43 44 tgbtwndiff ⊢ φ ∧ 2 ≤ P → ∃ x ∈ P A ∈ B I x ∧ A ≠ x
46 40 45 r19.29a ⊢ φ ∧ 2 ≤ P → ∃ y ∈ P B ∈ A I y ∨ y ∈ A I B ∧ A - ˙ y = C - ˙ D
47 andir ⊢ B ∈ A I y ∨ y ∈ A I B ∧ A - ˙ y = C - ˙ D ↔ B ∈ A I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D ∨ y ∈ A I B ∧ A - ˙ y = C - ˙ D
48 eqcom ⊢ A - ˙ y = C - ˙ D ↔ C - ˙ D = A - ˙ y
49 48 anbi2i ⊢ y ∈ A I B ∧ A - ˙ y = C - ˙ D ↔ y ∈ A I B ∧ C - ˙ D = A - ˙ y
50 49 orbi2i ⊢ B ∈ A I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D ∨ y ∈ A I B ∧ A - ˙ y = C - ˙ D ↔ B ∈ A I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D ∨ y ∈ A I B ∧ C - ˙ D = A - ˙ y
51 47 50 bitri ⊢ B ∈ A I y ∨ y ∈ A I B ∧ A - ˙ y = C - ˙ D ↔ B ∈ A I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D ∨ y ∈ A I B ∧ C - ˙ D = A - ˙ y
52 51 rexbii ⊢ ∃ y ∈ P B ∈ A I y ∨ y ∈ A I B ∧ A - ˙ y = C - ˙ D ↔ ∃ y ∈ P B ∈ A I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D ∨ y ∈ A I B ∧ C - ˙ D = A - ˙ y
53 r19.43 ⊢ ∃ y ∈ P B ∈ A I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D ∨ y ∈ A I B ∧ C - ˙ D = A - ˙ y ↔ ∃ y ∈ P B ∈ A I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D ∨ ∃ y ∈ P y ∈ A I B ∧ C - ˙ D = A - ˙ y
54 52 53 bitri ⊢ ∃ y ∈ P B ∈ A I y ∨ y ∈ A I B ∧ A - ˙ y = C - ˙ D ↔ ∃ y ∈ P B ∈ A I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D ∨ ∃ y ∈ P y ∈ A I B ∧ C - ˙ D = A - ˙ y
55 46 54 sylib ⊢ φ ∧ 2 ≤ P → ∃ y ∈ P B ∈ A I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D ∨ ∃ y ∈ P y ∈ A I B ∧ C - ˙ D = A - ˙ y
56 1 2 3 4 5 6 7 8 9 legov2 ⊢ φ → A - ˙ B ≤ ˙ C - ˙ D ↔ ∃ y ∈ P B ∈ A I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D
57 1 2 3 4 5 8 9 6 7 legov ⊢ φ → C - ˙ D ≤ ˙ A - ˙ B ↔ ∃ y ∈ P y ∈ A I B ∧ C - ˙ D = A - ˙ y
58 56 57 orbi12d ⊢ φ → A - ˙ B ≤ ˙ C - ˙ D ∨ C - ˙ D ≤ ˙ A - ˙ B ↔ ∃ y ∈ P B ∈ A I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D ∨ ∃ y ∈ P y ∈ A I B ∧ C - ˙ D = A - ˙ y
59 58 adantr ⊢ φ ∧ 2 ≤ P → A - ˙ B ≤ ˙ C - ˙ D ∨ C - ˙ D ≤ ˙ A - ˙ B ↔ ∃ y ∈ P B ∈ A I y ∧ A - ˙ y = C - ˙ D ∨ ∃ y ∈ P y ∈ A I B ∧ C - ˙ D = A - ˙ y
60 55 59 mpbird ⊢ φ ∧ 2 ≤ P → A - ˙ B ≤ ˙ C - ˙ D ∨ C - ˙ D ≤ ˙ A - ˙ B
61 1 6 tgldimor ⊢ φ → P = 1 ∨ 2 ≤ P
62 19 60 61 mpjaodan ⊢ φ → A - ˙ B ≤ ˙ C - ˙ D ∨ C - ˙ D ≤ ˙ A - ˙ B