Theorem nqprxx 6644

Description: The canonical embedding of the rationals into the reals, expressed with the same variable for the lower and upper cuts. (Contributed by Jim Kingdon, 8-Dec-2019.)

Assertion

Ref	Expression
nqprxx	⊢ (𝐴 ∈ Q → ⟨{𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴}, {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}⟩ ∈ P)

Distinct variable group:   𝑥,𝐴

Proof of Theorem nqprxx

Dummy variables 𝑟 𝑞 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nqprm 6640	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ Q → (∃𝑞 ∈ Q 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∧ ∃𝑟 ∈ Q 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}))
2		ltrelnq 6463	. . . . . . 7 ⊢ <Q ⊆ (Q × Q)
3	2	brel 4392	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 <Q 𝐴 → (𝑥 ∈ Q ∧ 𝐴 ∈ Q))
4	3	simpld 105	. . . . 5 ⊢ (𝑥 <Q 𝐴 → 𝑥 ∈ Q)
5	4	abssi 3015	. . . 4 ⊢ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ⊆ Q
6	2	brel 4392	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 <Q 𝑥 → (𝐴 ∈ Q ∧ 𝑥 ∈ Q))
7	6	simprd 107	. . . . 5 ⊢ (𝐴 <Q 𝑥 → 𝑥 ∈ Q)
8	7	abssi 3015	. . . 4 ⊢ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥} ⊆ Q
9	5, 8	pm3.2i 257	. . 3 ⊢ ({𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ⊆ Q ∧ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥} ⊆ Q)
10	1, 9	jctil 295	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ Q → (({𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ⊆ Q ∧ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥} ⊆ Q) ∧ (∃𝑞 ∈ Q 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∧ ∃𝑟 ∈ Q 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥})))
11		nqprrnd 6641	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ Q → (∀𝑞 ∈ Q (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ↔ ∃𝑟 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 ∧ 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴})) ∧ ∀𝑟 ∈ Q (𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥} ↔ ∃𝑞 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 ∧ 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}))))
12		nqprdisj 6642	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ Q → ∀𝑞 ∈ Q ¬ (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∧ 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}))
13		nqprloc 6643	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ Q → ∀𝑞 ∈ Q ∀𝑟 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 → (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∨ 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥})))
14	11, 12, 13	3jca 1084	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ Q → ((∀𝑞 ∈ Q (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ↔ ∃𝑟 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 ∧ 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴})) ∧ ∀𝑟 ∈ Q (𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥} ↔ ∃𝑞 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 ∧ 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}))) ∧ ∀𝑞 ∈ Q ¬ (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∧ 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}) ∧ ∀𝑞 ∈ Q ∀𝑟 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 → (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∨ 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}))))
15		elinp 6572	. 2 ⊢ (⟨{𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴}, {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}⟩ ∈ P ↔ ((({𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ⊆ Q ∧ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥} ⊆ Q) ∧ (∃𝑞 ∈ Q 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∧ ∃𝑟 ∈ Q 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥})) ∧ ((∀𝑞 ∈ Q (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ↔ ∃𝑟 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 ∧ 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴})) ∧ ∀𝑟 ∈ Q (𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥} ↔ ∃𝑞 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 ∧ 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}))) ∧ ∀𝑞 ∈ Q ¬ (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∧ 𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}) ∧ ∀𝑞 ∈ Q ∀𝑟 ∈ Q (𝑞 <Q 𝑟 → (𝑞 ∈ {𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴} ∨ 𝑟 ∈ {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥})))))
16	10, 14, 15	sylanbrc 394	1 ⊢ (𝐴 ∈ Q → ⟨{𝑥 ∣ 𝑥 <Q 𝐴}, {𝑥 ∣ 𝐴 <Q 𝑥}⟩ ∈ P)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 97   ↔ wb 98   ∨ wo 629   ∧ w3a 885   ∈ wcel 1393  {cab 2026  ∀wral 2306  ∃wrex 2307   ⊆ wss 2917  ⟨cop 3378   class class class wbr 3764  Qcnq 6378   <_Q cltq 6383  Pcnp 6389

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 99  ax-ia2 100  ax-ia3 101  ax-in1 544  ax-in2 545  ax-io 630  ax-5 1336  ax-7 1337  ax-gen 1338  ax-ie1 1382  ax-ie2 1383  ax-8 1395  ax-10 1396  ax-11 1397  ax-i12 1398  ax-bndl 1399  ax-4 1400  ax-13 1404  ax-14 1405  ax-17 1419  ax-i9 1423  ax-ial 1427  ax-i5r 1428  ax-ext 2022  ax-coll 3872  ax-sep 3875  ax-nul 3883  ax-pow 3927  ax-pr 3944  ax-un 4170  ax-setind 4262  ax-iinf 4311

This theorem depends on definitions:  df-bi 110  df-dc 743  df-3or 886  df-3an 887  df-tru 1246  df-fal 1249  df-nf 1350  df-sb 1646  df-eu 1903  df-mo 1904  df-clab 2027  df-cleq 2033  df-clel 2036  df-nfc 2167  df-ne 2206  df-ral 2311  df-rex 2312  df-reu 2313  df-rab 2315  df-v 2559  df-sbc 2765  df-csb 2853  df-dif 2920  df-un 2922  df-in 2924  df-ss 2931  df-nul 3225  df-pw 3361  df-sn 3381  df-pr 3382  df-op 3384  df-uni 3581  df-int 3616  df-iun 3659  df-br 3765  df-opab 3819  df-mpt 3820  df-tr 3855  df-eprel 4026  df-id 4030  df-po 4033  df-iso 4034  df-iord 4103  df-on 4105  df-suc 4108  df-iom 4314  df-xp 4351  df-rel 4352  df-cnv 4353  df-co 4354  df-dm 4355  df-rn 4356  df-res 4357  df-ima 4358  df-iota 4867  df-fun 4904  df-fn 4905  df-f 4906  df-f1 4907  df-fo 4908  df-f1o 4909  df-fv 4910  df-ov 5515  df-oprab 5516  df-mpt2 5517  df-1st 5767  df-2nd 5768  df-recs 5920  df-irdg 5957  df-1o 6001  df-oadd 6005  df-omul 6006  df-er 6106  df-ec 6108  df-qs 6112  df-ni 6402  df-pli 6403  df-mi 6404  df-lti 6405  df-plpq 6442  df-mpq 6443  df-enq 6445  df-nqqs 6446  df-plqqs 6447  df-mqqs 6448  df-1nqqs 6449  df-rq 6450  df-ltnqqs 6451  df-inp 6564

This theorem is referenced by:  nqprlu  6645