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Description: Ordering property of addition on reals. Axiom 20 of 22 for real and complex numbers, derived from ZF set theory. Note: The more general version for extended reals is axltadd . This construction-dependent theorem should not be referenced directly; instead, use ax-pre-ltadd . (Contributed by NM, 11-May-1996) (New usage is discouraged.)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Assertion | axpre-ltadd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) → ( 𝐴 <ℝ 𝐵 → ( 𝐶 + 𝐴 ) <ℝ ( 𝐶 + 𝐵 ) ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | elreal | ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ ↔ ∃ 𝑥 ∈ R 〈 𝑥 , 0R 〉 = 𝐴 ) | |
| 2 | elreal | ⊢ ( 𝐵 ∈ ℝ ↔ ∃ 𝑦 ∈ R 〈 𝑦 , 0R 〉 = 𝐵 ) | |
| 3 | elreal | ⊢ ( 𝐶 ∈ ℝ ↔ ∃ 𝑧 ∈ R 〈 𝑧 , 0R 〉 = 𝐶 ) | |
| 4 | breq1 | ⊢ ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 𝐴 → ( 〈 𝑥 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ 𝐴 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ) ) | |
| 5 | oveq2 | ⊢ ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 𝐴 → ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑥 , 0R 〉 ) = ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 𝐴 ) ) | |
| 6 | 5 | breq1d | ⊢ ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 𝐴 → ( ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑥 , 0R 〉 ) <ℝ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑦 , 0R 〉 ) ↔ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 𝐴 ) <ℝ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑦 , 0R 〉 ) ) ) |
| 7 | 4 6 | bibi12d | ⊢ ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 𝐴 → ( ( 〈 𝑥 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑥 , 0R 〉 ) <ℝ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑦 , 0R 〉 ) ) ↔ ( 𝐴 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 𝐴 ) <ℝ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑦 , 0R 〉 ) ) ) ) |
| 8 | breq2 | ⊢ ( 〈 𝑦 , 0R 〉 = 𝐵 → ( 𝐴 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ 𝐴 <ℝ 𝐵 ) ) | |
| 9 | oveq2 | ⊢ ( 〈 𝑦 , 0R 〉 = 𝐵 → ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑦 , 0R 〉 ) = ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 𝐵 ) ) | |
| 10 | 9 | breq2d | ⊢ ( 〈 𝑦 , 0R 〉 = 𝐵 → ( ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 𝐴 ) <ℝ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑦 , 0R 〉 ) ↔ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 𝐴 ) <ℝ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 𝐵 ) ) ) |
| 11 | 8 10 | bibi12d | ⊢ ( 〈 𝑦 , 0R 〉 = 𝐵 → ( ( 𝐴 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 𝐴 ) <ℝ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑦 , 0R 〉 ) ) ↔ ( 𝐴 <ℝ 𝐵 ↔ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 𝐴 ) <ℝ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 𝐵 ) ) ) ) |
| 12 | oveq1 | ⊢ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 = 𝐶 → ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 𝐴 ) = ( 𝐶 + 𝐴 ) ) | |
| 13 | oveq1 | ⊢ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 = 𝐶 → ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 𝐵 ) = ( 𝐶 + 𝐵 ) ) | |
| 14 | 12 13 | breq12d | ⊢ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 = 𝐶 → ( ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 𝐴 ) <ℝ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 𝐵 ) ↔ ( 𝐶 + 𝐴 ) <ℝ ( 𝐶 + 𝐵 ) ) ) |
| 15 | 14 | bibi2d | ⊢ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 = 𝐶 → ( ( 𝐴 <ℝ 𝐵 ↔ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 𝐴 ) <ℝ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 𝐵 ) ) ↔ ( 𝐴 <ℝ 𝐵 ↔ ( 𝐶 + 𝐴 ) <ℝ ( 𝐶 + 𝐵 ) ) ) ) |
| 16 | ltasr | ⊢ ( 𝑧 ∈ R → ( 𝑥 <R 𝑦 ↔ ( 𝑧 +R 𝑥 ) <R ( 𝑧 +R 𝑦 ) ) ) | |
| 17 | 16 | adantr | ⊢ ( ( 𝑧 ∈ R ∧ ( 𝑥 ∈ R ∧ 𝑦 ∈ R ) ) → ( 𝑥 <R 𝑦 ↔ ( 𝑧 +R 𝑥 ) <R ( 𝑧 +R 𝑦 ) ) ) |
| 18 | ltresr | ⊢ ( 〈 𝑥 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ 𝑥 <R 𝑦 ) | |
| 19 | 18 | a1i | ⊢ ( ( 𝑧 ∈ R ∧ ( 𝑥 ∈ R ∧ 𝑦 ∈ R ) ) → ( 〈 𝑥 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ 𝑥 <R 𝑦 ) ) |
| 20 | addresr | ⊢ ( ( 𝑧 ∈ R ∧ 𝑥 ∈ R ) → ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑥 , 0R 〉 ) = 〈 ( 𝑧 +R 𝑥 ) , 0R 〉 ) | |
| 21 | addresr | ⊢ ( ( 𝑧 ∈ R ∧ 𝑦 ∈ R ) → ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑦 , 0R 〉 ) = 〈 ( 𝑧 +R 𝑦 ) , 0R 〉 ) | |
| 22 | 20 21 | breqan12d | ⊢ ( ( ( 𝑧 ∈ R ∧ 𝑥 ∈ R ) ∧ ( 𝑧 ∈ R ∧ 𝑦 ∈ R ) ) → ( ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑥 , 0R 〉 ) <ℝ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑦 , 0R 〉 ) ↔ 〈 ( 𝑧 +R 𝑥 ) , 0R 〉 <ℝ 〈 ( 𝑧 +R 𝑦 ) , 0R 〉 ) ) |
| 23 | 22 | anandis | ⊢ ( ( 𝑧 ∈ R ∧ ( 𝑥 ∈ R ∧ 𝑦 ∈ R ) ) → ( ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑥 , 0R 〉 ) <ℝ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑦 , 0R 〉 ) ↔ 〈 ( 𝑧 +R 𝑥 ) , 0R 〉 <ℝ 〈 ( 𝑧 +R 𝑦 ) , 0R 〉 ) ) |
| 24 | ltresr | ⊢ ( 〈 ( 𝑧 +R 𝑥 ) , 0R 〉 <ℝ 〈 ( 𝑧 +R 𝑦 ) , 0R 〉 ↔ ( 𝑧 +R 𝑥 ) <R ( 𝑧 +R 𝑦 ) ) | |
| 25 | 23 24 | bitrdi | ⊢ ( ( 𝑧 ∈ R ∧ ( 𝑥 ∈ R ∧ 𝑦 ∈ R ) ) → ( ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑥 , 0R 〉 ) <ℝ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑦 , 0R 〉 ) ↔ ( 𝑧 +R 𝑥 ) <R ( 𝑧 +R 𝑦 ) ) ) |
| 26 | 17 19 25 | 3bitr4d | ⊢ ( ( 𝑧 ∈ R ∧ ( 𝑥 ∈ R ∧ 𝑦 ∈ R ) ) → ( 〈 𝑥 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑥 , 0R 〉 ) <ℝ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑦 , 0R 〉 ) ) ) |
| 27 | 26 | ancoms | ⊢ ( ( ( 𝑥 ∈ R ∧ 𝑦 ∈ R ) ∧ 𝑧 ∈ R ) → ( 〈 𝑥 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑥 , 0R 〉 ) <ℝ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑦 , 0R 〉 ) ) ) |
| 28 | 27 | 3impa | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ R ∧ 𝑦 ∈ R ∧ 𝑧 ∈ R ) → ( 〈 𝑥 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑥 , 0R 〉 ) <ℝ ( 〈 𝑧 , 0R 〉 + 〈 𝑦 , 0R 〉 ) ) ) |
| 29 | 1 2 3 7 11 15 28 | 3gencl | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) → ( 𝐴 <ℝ 𝐵 ↔ ( 𝐶 + 𝐴 ) <ℝ ( 𝐶 + 𝐵 ) ) ) |
| 30 | 29 | biimpd | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ ) → ( 𝐴 <ℝ 𝐵 → ( 𝐶 + 𝐴 ) <ℝ ( 𝐶 + 𝐵 ) ) ) |