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Description: Ordering on reals satisfies strict trichotomy. Axiom 18 of 22 for real and complex numbers, derived from ZF set theory. Note: The more general version for extended reals is axlttri . This construction-dependent theorem should not be referenced directly; instead, use ax-pre-lttri . (Contributed by NM, 19-May-1996) (Revised by Mario Carneiro, 16-Jun-2013) (New usage is discouraged.)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Assertion | axpre-lttri | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ) → ( 𝐴 <ℝ 𝐵 ↔ ¬ ( 𝐴 = 𝐵 ∨ 𝐵 <ℝ 𝐴 ) ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | elreal | ⊢ ( 𝐴 ∈ ℝ ↔ ∃ 𝑥 ∈ R 〈 𝑥 , 0R 〉 = 𝐴 ) | |
| 2 | elreal | ⊢ ( 𝐵 ∈ ℝ ↔ ∃ 𝑦 ∈ R 〈 𝑦 , 0R 〉 = 𝐵 ) | |
| 3 | breq1 | ⊢ ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 𝐴 → ( 〈 𝑥 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ 𝐴 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ) ) | |
| 4 | eqeq1 | ⊢ ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 𝐴 → ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ 𝐴 = 〈 𝑦 , 0R 〉 ) ) | |
| 5 | breq2 | ⊢ ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 𝐴 → ( 〈 𝑦 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑥 , 0R 〉 ↔ 〈 𝑦 , 0R 〉 <ℝ 𝐴 ) ) | |
| 6 | 4 5 | orbi12d | ⊢ ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 𝐴 → ( ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 〈 𝑦 , 0R 〉 ∨ 〈 𝑦 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑥 , 0R 〉 ) ↔ ( 𝐴 = 〈 𝑦 , 0R 〉 ∨ 〈 𝑦 , 0R 〉 <ℝ 𝐴 ) ) ) |
| 7 | 6 | notbid | ⊢ ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 𝐴 → ( ¬ ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 〈 𝑦 , 0R 〉 ∨ 〈 𝑦 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑥 , 0R 〉 ) ↔ ¬ ( 𝐴 = 〈 𝑦 , 0R 〉 ∨ 〈 𝑦 , 0R 〉 <ℝ 𝐴 ) ) ) |
| 8 | 3 7 | bibi12d | ⊢ ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 𝐴 → ( ( 〈 𝑥 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ ¬ ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 〈 𝑦 , 0R 〉 ∨ 〈 𝑦 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑥 , 0R 〉 ) ) ↔ ( 𝐴 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ ¬ ( 𝐴 = 〈 𝑦 , 0R 〉 ∨ 〈 𝑦 , 0R 〉 <ℝ 𝐴 ) ) ) ) |
| 9 | breq2 | ⊢ ( 〈 𝑦 , 0R 〉 = 𝐵 → ( 𝐴 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ 𝐴 <ℝ 𝐵 ) ) | |
| 10 | eqeq2 | ⊢ ( 〈 𝑦 , 0R 〉 = 𝐵 → ( 𝐴 = 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ 𝐴 = 𝐵 ) ) | |
| 11 | breq1 | ⊢ ( 〈 𝑦 , 0R 〉 = 𝐵 → ( 〈 𝑦 , 0R 〉 <ℝ 𝐴 ↔ 𝐵 <ℝ 𝐴 ) ) | |
| 12 | 10 11 | orbi12d | ⊢ ( 〈 𝑦 , 0R 〉 = 𝐵 → ( ( 𝐴 = 〈 𝑦 , 0R 〉 ∨ 〈 𝑦 , 0R 〉 <ℝ 𝐴 ) ↔ ( 𝐴 = 𝐵 ∨ 𝐵 <ℝ 𝐴 ) ) ) |
| 13 | 12 | notbid | ⊢ ( 〈 𝑦 , 0R 〉 = 𝐵 → ( ¬ ( 𝐴 = 〈 𝑦 , 0R 〉 ∨ 〈 𝑦 , 0R 〉 <ℝ 𝐴 ) ↔ ¬ ( 𝐴 = 𝐵 ∨ 𝐵 <ℝ 𝐴 ) ) ) |
| 14 | 9 13 | bibi12d | ⊢ ( 〈 𝑦 , 0R 〉 = 𝐵 → ( ( 𝐴 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ ¬ ( 𝐴 = 〈 𝑦 , 0R 〉 ∨ 〈 𝑦 , 0R 〉 <ℝ 𝐴 ) ) ↔ ( 𝐴 <ℝ 𝐵 ↔ ¬ ( 𝐴 = 𝐵 ∨ 𝐵 <ℝ 𝐴 ) ) ) ) |
| 15 | ltsosr | ⊢ <R Or R | |
| 16 | sotric | ⊢ ( ( <R Or R ∧ ( 𝑥 ∈ R ∧ 𝑦 ∈ R ) ) → ( 𝑥 <R 𝑦 ↔ ¬ ( 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 <R 𝑥 ) ) ) | |
| 17 | 15 16 | mpan | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ R ∧ 𝑦 ∈ R ) → ( 𝑥 <R 𝑦 ↔ ¬ ( 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 <R 𝑥 ) ) ) |
| 18 | ltresr | ⊢ ( 〈 𝑥 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ 𝑥 <R 𝑦 ) | |
| 19 | vex | ⊢ 𝑥 ∈ V | |
| 20 | 19 | eqresr | ⊢ ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ 𝑥 = 𝑦 ) |
| 21 | ltresr | ⊢ ( 〈 𝑦 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑥 , 0R 〉 ↔ 𝑦 <R 𝑥 ) | |
| 22 | 20 21 | orbi12i | ⊢ ( ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 〈 𝑦 , 0R 〉 ∨ 〈 𝑦 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑥 , 0R 〉 ) ↔ ( 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 <R 𝑥 ) ) |
| 23 | 22 | notbii | ⊢ ( ¬ ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 〈 𝑦 , 0R 〉 ∨ 〈 𝑦 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑥 , 0R 〉 ) ↔ ¬ ( 𝑥 = 𝑦 ∨ 𝑦 <R 𝑥 ) ) |
| 24 | 17 18 23 | 3bitr4g | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ R ∧ 𝑦 ∈ R ) → ( 〈 𝑥 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑦 , 0R 〉 ↔ ¬ ( 〈 𝑥 , 0R 〉 = 〈 𝑦 , 0R 〉 ∨ 〈 𝑦 , 0R 〉 <ℝ 〈 𝑥 , 0R 〉 ) ) ) |
| 25 | 1 2 8 14 24 | 2gencl | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ) → ( 𝐴 <ℝ 𝐵 ↔ ¬ ( 𝐴 = 𝐵 ∨ 𝐵 <ℝ 𝐴 ) ) ) |