MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  legtrid Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem legtrid 25656
Description: Trichotomy law for the less-than relationship. Proposition 5.10 of [Schwabhauser] p. 42. (Contributed by Thierry Arnoux, 27-Jun-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
legval.p 𝑃 = (Base‘𝐺)
legval.d = (dist‘𝐺)
legval.i 𝐼 = (Itv‘𝐺)
legval.l = (≤G‘𝐺)
legval.g (𝜑𝐺 ∈ TarskiG)
legid.a (𝜑𝐴𝑃)
legid.b (𝜑𝐵𝑃)
legtrd.c (𝜑𝐶𝑃)
legtrd.d (𝜑𝐷𝑃)
Assertion
Ref Expression
legtrid (𝜑 → ((𝐴 𝐵) (𝐶 𝐷) ∨ (𝐶 𝐷) (𝐴 𝐵)))

Proof of Theorem legtrid
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 legval.p . . . . 5 𝑃 = (Base‘𝐺)
2 legval.d . . . . 5 = (dist‘𝐺)
3 legval.i . . . . 5 𝐼 = (Itv‘𝐺)
4 legval.l . . . . 5 = (≤G‘𝐺)
5 legval.g . . . . . 6 (𝜑𝐺 ∈ TarskiG)
65adantr 472 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (♯‘𝑃) = 1) → 𝐺 ∈ TarskiG)
7 legid.a . . . . . 6 (𝜑𝐴𝑃)
87adantr 472 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (♯‘𝑃) = 1) → 𝐴𝑃)
9 legid.b . . . . . 6 (𝜑𝐵𝑃)
109adantr 472 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (♯‘𝑃) = 1) → 𝐵𝑃)
111, 2, 3, 4, 6, 8, 10legid 25652 . . . 4 ((𝜑 ∧ (♯‘𝑃) = 1) → (𝐴 𝐵) (𝐴 𝐵))
12 legtrd.c . . . . . 6 (𝜑𝐶𝑃)
1312adantr 472 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (♯‘𝑃) = 1) → 𝐶𝑃)
14 simpr 479 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (♯‘𝑃) = 1) → (♯‘𝑃) = 1)
15 legtrd.d . . . . . 6 (𝜑𝐷𝑃)
1615adantr 472 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (♯‘𝑃) = 1) → 𝐷𝑃)
171, 2, 3, 6, 8, 10, 13, 14, 16tgldim0cgr 25570 . . . 4 ((𝜑 ∧ (♯‘𝑃) = 1) → (𝐴 𝐵) = (𝐶 𝐷))
1811, 17breqtrd 4818 . . 3 ((𝜑 ∧ (♯‘𝑃) = 1) → (𝐴 𝐵) (𝐶 𝐷))
1918orcd 406 . 2 ((𝜑 ∧ (♯‘𝑃) = 1) → ((𝐴 𝐵) (𝐶 𝐷) ∨ (𝐶 𝐷) (𝐴 𝐵)))
205ad3antrrr 768 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) ∧ (𝑦𝑃 ∧ (𝐴 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))) → 𝐺 ∈ TarskiG)
21 simplr 809 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) → 𝑥𝑃)
2221adantr 472 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) ∧ (𝑦𝑃 ∧ (𝐴 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))) → 𝑥𝑃)
237ad3antrrr 768 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) ∧ (𝑦𝑃 ∧ (𝐴 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))) → 𝐴𝑃)
249ad3antrrr 768 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) ∧ (𝑦𝑃 ∧ (𝐴 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))) → 𝐵𝑃)
25 simprl 811 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) ∧ (𝑦𝑃 ∧ (𝐴 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))) → 𝑦𝑃)
26 simplrr 820 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) ∧ (𝑦𝑃 ∧ (𝐴 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))) → 𝐴𝑥)
2726necomd 2975 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) ∧ (𝑦𝑃 ∧ (𝐴 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))) → 𝑥𝐴)
28 simplrl 819 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) ∧ (𝑦𝑃 ∧ (𝐴 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))) → 𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥))
291, 2, 3, 20, 24, 23, 22, 28tgbtwncom 25553 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) ∧ (𝑦𝑃 ∧ (𝐴 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))) → 𝐴 ∈ (𝑥𝐼𝐵))
30 simprrl 823 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) ∧ (𝑦𝑃 ∧ (𝐴 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))) → 𝐴 ∈ (𝑥𝐼𝑦))
311, 3, 20, 22, 23, 24, 25, 27, 29, 30tgbtwnconn2 25641 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) ∧ (𝑦𝑃 ∧ (𝐴 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))) → (𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵)))
32 simprrr 824 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) ∧ (𝑦𝑃 ∧ (𝐴 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))) → (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷))
3331, 32jca 555 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) ∧ (𝑦𝑃 ∧ (𝐴 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))) → ((𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵)) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))
345ad2antrr 764 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) → 𝐺 ∈ TarskiG)
357ad2antrr 764 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) → 𝐴𝑃)
3612ad2antrr 764 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) → 𝐶𝑃)
3715ad2antrr 764 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) → 𝐷𝑃)
381, 2, 3, 34, 21, 35, 36, 37axtgsegcon 25533 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) → ∃𝑦𝑃 (𝐴 ∈ (𝑥𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))
3933, 38reximddv 3144 . . . . . 6 (((𝜑𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) → ∃𝑦𝑃 ((𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵)) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))
4039adantllr 757 . . . . 5 ((((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) ∧ 𝑥𝑃) ∧ (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥)) → ∃𝑦𝑃 ((𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵)) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))
415adantr 472 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → 𝐺 ∈ TarskiG)
429adantr 472 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → 𝐵𝑃)
437adantr 472 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → 𝐴𝑃)
44 simpr 479 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → 2 ≤ (♯‘𝑃))
451, 2, 3, 41, 42, 43, 44tgbtwndiff 25571 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ∃𝑥𝑃 (𝐴 ∈ (𝐵𝐼𝑥) ∧ 𝐴𝑥))
4640, 45r19.29a 3204 . . . 4 ((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ∃𝑦𝑃 ((𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵)) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)))
47 andir 948 . . . . . . 7 (((𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵)) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)) ↔ ((𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)) ∨ (𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷))))
48 eqcom 2755 . . . . . . . . 9 ((𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷) ↔ (𝐶 𝐷) = (𝐴 𝑦))
4948anbi2i 732 . . . . . . . 8 ((𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)) ↔ (𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵) ∧ (𝐶 𝐷) = (𝐴 𝑦)))
5049orbi2i 542 . . . . . . 7 (((𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)) ∨ (𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷))) ↔ ((𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)) ∨ (𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵) ∧ (𝐶 𝐷) = (𝐴 𝑦))))
5147, 50bitri 264 . . . . . 6 (((𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵)) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)) ↔ ((𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)) ∨ (𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵) ∧ (𝐶 𝐷) = (𝐴 𝑦))))
5251rexbii 3167 . . . . 5 (∃𝑦𝑃 ((𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵)) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)) ↔ ∃𝑦𝑃 ((𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)) ∨ (𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵) ∧ (𝐶 𝐷) = (𝐴 𝑦))))
53 r19.43 3219 . . . . 5 (∃𝑦𝑃 ((𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)) ∨ (𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵) ∧ (𝐶 𝐷) = (𝐴 𝑦))) ↔ (∃𝑦𝑃 (𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)) ∨ ∃𝑦𝑃 (𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵) ∧ (𝐶 𝐷) = (𝐴 𝑦))))
5452, 53bitri 264 . . . 4 (∃𝑦𝑃 ((𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∨ 𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵)) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)) ↔ (∃𝑦𝑃 (𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)) ∨ ∃𝑦𝑃 (𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵) ∧ (𝐶 𝐷) = (𝐴 𝑦))))
5546, 54sylib 208 . . 3 ((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (∃𝑦𝑃 (𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)) ∨ ∃𝑦𝑃 (𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵) ∧ (𝐶 𝐷) = (𝐴 𝑦))))
561, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 12, 15legov2 25651 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 𝐵) (𝐶 𝐷) ↔ ∃𝑦𝑃 (𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷))))
571, 2, 3, 4, 5, 12, 15, 7, 9legov 25650 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐶 𝐷) (𝐴 𝐵) ↔ ∃𝑦𝑃 (𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵) ∧ (𝐶 𝐷) = (𝐴 𝑦))))
5856, 57orbi12d 748 . . . 4 (𝜑 → (((𝐴 𝐵) (𝐶 𝐷) ∨ (𝐶 𝐷) (𝐴 𝐵)) ↔ (∃𝑦𝑃 (𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)) ∨ ∃𝑦𝑃 (𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵) ∧ (𝐶 𝐷) = (𝐴 𝑦)))))
5958adantr 472 . . 3 ((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → (((𝐴 𝐵) (𝐶 𝐷) ∨ (𝐶 𝐷) (𝐴 𝐵)) ↔ (∃𝑦𝑃 (𝐵 ∈ (𝐴𝐼𝑦) ∧ (𝐴 𝑦) = (𝐶 𝐷)) ∨ ∃𝑦𝑃 (𝑦 ∈ (𝐴𝐼𝐵) ∧ (𝐶 𝐷) = (𝐴 𝑦)))))
6055, 59mpbird 247 . 2 ((𝜑 ∧ 2 ≤ (♯‘𝑃)) → ((𝐴 𝐵) (𝐶 𝐷) ∨ (𝐶 𝐷) (𝐴 𝐵)))
611, 7tgldimor 25567 . 2 (𝜑 → ((♯‘𝑃) = 1 ∨ 2 ≤ (♯‘𝑃)))
6219, 60, 61mpjaodan 862 1 (𝜑 → ((𝐴 𝐵) (𝐶 𝐷) ∨ (𝐶 𝐷) (𝐴 𝐵)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wo 382  wa 383   = wceq 1620  wcel 2127  wne 2920  wrex 3039   class class class wbr 4792  cfv 6037  (class class class)co 6801  1c1 10100  cle 10238  2c2 11233  chash 13282  Basecbs 16030  distcds 16123  TarskiGcstrkg 25499  Itvcitv 25505  ≤Gcleg 25647
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1859  ax-4 1874  ax-5 1976  ax-6 2042  ax-7 2078  ax-8 2129  ax-9 2136  ax-10 2156  ax-11 2171  ax-12 2184  ax-13 2379  ax-ext 2728  ax-rep 4911  ax-sep 4921  ax-nul 4929  ax-pow 4980  ax-pr 5043  ax-un 7102  ax-cnex 10155  ax-resscn 10156  ax-1cn 10157  ax-icn 10158  ax-addcl 10159  ax-addrcl 10160  ax-mulcl 10161  ax-mulrcl 10162  ax-mulcom 10163  ax-addass 10164  ax-mulass 10165  ax-distr 10166  ax-i2m1 10167  ax-1ne0 10168  ax-1rid 10169  ax-rnegex 10170  ax-rrecex 10171  ax-cnre 10172  ax-pre-lttri 10173  ax-pre-lttrn 10174  ax-pre-ltadd 10175  ax-pre-mulgt0 10176
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1623  df-ex 1842  df-nf 1847  df-sb 2035  df-eu 2599  df-mo 2600  df-clab 2735  df-cleq 2741  df-clel 2744  df-nfc 2879  df-ne 2921  df-nel 3024  df-ral 3043  df-rex 3044  df-reu 3045  df-rmo 3046  df-rab 3047  df-v 3330  df-sbc 3565  df-csb 3663  df-dif 3706  df-un 3708  df-in 3710  df-ss 3717  df-pss 3719  df-nul 4047  df-if 4219  df-pw 4292  df-sn 4310  df-pr 4312  df-tp 4314  df-op 4316  df-uni 4577  df-int 4616  df-iun 4662  df-br 4793  df-opab 4853  df-mpt 4870  df-tr 4893  df-id 5162  df-eprel 5167  df-po 5175  df-so 5176  df-fr 5213  df-we 5215  df-xp 5260  df-rel 5261  df-cnv 5262  df-co 5263  df-dm 5264  df-rn 5265  df-res 5266  df-ima 5267  df-pred 5829  df-ord 5875  df-on 5876  df-lim 5877  df-suc 5878  df-iota 6000  df-fun 6039  df-fn 6040  df-f 6041  df-f1 6042  df-fo 6043  df-f1o 6044  df-fv 6045  df-riota 6762  df-ov 6804  df-oprab 6805  df-mpt2 6806  df-om 7219  df-1st 7321  df-2nd 7322  df-wrecs 7564  df-recs 7625  df-rdg 7663  df-1o 7717  df-oadd 7721  df-er 7899  df-pm 8014  df-en 8110  df-dom 8111  df-sdom 8112  df-fin 8113  df-card 8926  df-cda 9153  df-pnf 10239  df-mnf 10240  df-xr 10241  df-ltxr 10242  df-le 10243  df-sub 10431  df-neg 10432  df-nn 11184  df-2 11242  df-3 11243  df-n0 11456  df-xnn0 11527  df-z 11541  df-uz 11851  df-fz 12491  df-fzo 12631  df-hash 13283  df-word 13456  df-concat 13458  df-s1 13459  df-s2 13764  df-s3 13765  df-trkgc 25517  df-trkgb 25518  df-trkgcb 25519  df-trkg 25522  df-cgrg 25576  df-leg 25648
This theorem is referenced by:  legso  25664  krippen  25756  midex  25799  opphllem5  25813  opphllem6  25814
  Copyright terms: Public domain W3C validator