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Theorem dedekind 24082
Description: The Dedekind cut theorem. This theorem, which may be used to replace ax-pre-sup 8815 with appropriate adjustments, states that, if  A completely preceeds  B, then there is some number separating the two of them. (Contributed by Scott Fenton, 13-Jun-2013.)
Assertion
Ref Expression
dedekind  |-  ( ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  E. z  e.  RR  A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( x  <_ 
z  /\  z  <_  y ) )
Distinct variable groups:    x, A, y, z    x, B, y, z

Proof of Theorem dedekind
Dummy variable  w is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simp2l 981 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  A  C_  RR )
2 simp1l 979 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  A  =/=  (/) )
3 simp1r 980 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  B  =/=  (/) )
4 n0 3464 . . . . . . . . 9  |-  ( B  =/=  (/)  <->  E. z  z  e.  B )
53, 4sylib 188 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  E. z 
z  e.  B )
6 simp2r 982 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  B  C_  RR )
76sseld 3179 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  (
z  e.  B  -> 
z  e.  RR ) )
8 ralcom 2700 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y  <->  A. y  e.  B  A. x  e.  A  x  <  y )
9 breq2 4027 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  =  z  ->  (
x  <  y  <->  x  <  z ) )
109ralbidv 2563 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  =  z  ->  ( A. x  e.  A  x  <  y  <->  A. x  e.  A  x  <  z ) )
1110rspccv 2881 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A. y  e.  B  A. x  e.  A  x  <  y  ->  ( z  e.  B  ->  A. x  e.  A  x  <  z ) )
128, 11sylbi 187 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y  ->  ( z  e.  B  ->  A. x  e.  A  x  <  z ) )
13123ad2ant3 978 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  (
z  e.  B  ->  A. x  e.  A  x  <  z ) )
147, 13jcad 519 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  (
z  e.  B  -> 
( z  e.  RR  /\ 
A. x  e.  A  x  <  z ) ) )
1514eximdv 1608 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  ( E. z  z  e.  B  ->  E. z ( z  e.  RR  /\  A. x  e.  A  x  <  z ) ) )
165, 15mpd 14 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  E. z
( z  e.  RR  /\ 
A. x  e.  A  x  <  z ) )
17 df-rex 2549 . . . . . . 7  |-  ( E. z  e.  RR  A. x  e.  A  x  <  z  <->  E. z ( z  e.  RR  /\  A. x  e.  A  x  <  z ) )
1816, 17sylibr 203 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  E. z  e.  RR  A. x  e.  A  x  <  z
)
19 axsup 8898 . . . . . 6  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. z  e.  RR  A. x  e.  A  x  <  z
)  ->  E. z  e.  RR  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )
201, 2, 18, 19syl3anc 1182 . . . . 5  |-  ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  E. z  e.  RR  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )
21 nfv 1605 . . . . . . . . . 10  |-  F/ x
( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )
22 nfv 1605 . . . . . . . . . 10  |-  F/ x
( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )
23 nfra1 2593 . . . . . . . . . 10  |-  F/ x A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y
2421, 22, 23nf3an 1774 . . . . . . . . 9  |-  F/ x
( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )
25 nfv 1605 . . . . . . . . . 10  |-  F/ x  z  e.  RR
26 nfra1 2593 . . . . . . . . . . 11  |-  F/ x A. x  e.  A  -.  z  <  x
27 nfra1 2593 . . . . . . . . . . 11  |-  F/ x A. x  e.  RR  ( x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w )
2826, 27nfan 1771 . . . . . . . . . 10  |-  F/ x
( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) )
2925, 28nfan 1771 . . . . . . . . 9  |-  F/ x
( z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )
3024, 29nfan 1771 . . . . . . . 8  |-  F/ x
( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  (
x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) ) )
31 nfv 1605 . . . . . . . . . . 11  |-  F/ y ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )
32 nfv 1605 . . . . . . . . . . 11  |-  F/ y ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )
33 nfcv 2419 . . . . . . . . . . . 12  |-  F/_ y A
34 nfra1 2593 . . . . . . . . . . . 12  |-  F/ y A. y  e.  B  x  <  y
3533, 34nfral 2596 . . . . . . . . . . 11  |-  F/ y A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y
3631, 32, 35nf3an 1774 . . . . . . . . . 10  |-  F/ y ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )
37 nfv 1605 . . . . . . . . . 10  |-  F/ y ( z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )
3836, 37nfan 1771 . . . . . . . . 9  |-  F/ y ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  (
x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) ) )
39 nfv 1605 . . . . . . . . 9  |-  F/ y  x  e.  A
40 simprrl 740 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  (
x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) ) )  ->  A. x  e.  A  -.  z  <  x )
4140r19.21bi 2641 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  (
x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) ) )  /\  x  e.  A )  ->  -.  z  <  x )
42 simpl2l 1008 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  (
x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) ) )  ->  A  C_  RR )
4342sselda 3180 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  (
x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) ) )  /\  x  e.  A )  ->  x  e.  RR )
44 simplrl 736 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  (
x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) ) )  /\  x  e.  A )  ->  z  e.  RR )
4543, 44lenltd 8965 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  (
x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) ) )  /\  x  e.  A )  ->  (
x  <_  z  <->  -.  z  <  x ) )
4641, 45mpbird 223 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  (
x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) ) )  /\  x  e.  A )  ->  x  <_  z )
4746ex 423 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  (
x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) ) )  ->  (
x  e.  A  ->  x  <_  z ) )
48 simpl3 960 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
( z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )  /\  y  e.  B )
)  ->  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )
49 simp2 956 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR ) )
50 simpr 447 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )  /\  y  e.  B )  ->  y  e.  B )
51 rsp 2603 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( A. y  e.  B  x  <  y  ->  ( y  e.  B  ->  x  < 
y ) )
5251com12 27 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( y  e.  B  ->  ( A. y  e.  B  x  <  y  ->  x  <  y ) )
5352adantl 452 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  x  e.  A
)  /\  y  e.  B )  ->  ( A. y  e.  B  x  <  y  ->  x  <  y ) )
54 ssel2 3175 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( A  C_  RR  /\  x  e.  A )  ->  x  e.  RR )
5554adantlr 695 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  x  e.  A
)  ->  x  e.  RR )
5655adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  x  e.  A
)  /\  y  e.  B )  ->  x  e.  RR )
57 simplr 731 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  x  e.  A
)  ->  B  C_  RR )
5857sselda 3180 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  x  e.  A
)  /\  y  e.  B )  ->  y  e.  RR )
59 ltnsym 8919 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( x  e.  RR  /\  y  e.  RR )  ->  ( x  <  y  ->  -.  y  <  x
) )
6056, 58, 59syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  x  e.  A
)  /\  y  e.  B )  ->  (
x  <  y  ->  -.  y  <  x ) )
6153, 60syld 40 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  x  e.  A
)  /\  y  e.  B )  ->  ( A. y  e.  B  x  <  y  ->  -.  y  <  x ) )
6261an32s 779 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  y  e.  B
)  /\  x  e.  A )  ->  ( A. y  e.  B  x  <  y  ->  -.  y  <  x ) )
6362ralimdva 2621 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  y  e.  B
)  ->  ( A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y  ->  A. x  e.  A  -.  y  <  x ) )
6449, 50, 63syl2an 463 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
( z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )  /\  y  e.  B )
)  ->  ( A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y  ->  A. x  e.  A  -.  y  <  x ) )
6548, 64mpd 14 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
( z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )  /\  y  e.  B )
)  ->  A. x  e.  A  -.  y  <  x )
66 breq2 4027 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( x  =  w  ->  (
y  <  x  <->  y  <  w ) )
6766notbid 285 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( x  =  w  ->  ( -.  y  <  x  <->  -.  y  <  w ) )
6867cbvralv 2764 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( A. x  e.  A  -.  y  <  x  <->  A. w  e.  A  -.  y  <  w )
6965, 68sylib 188 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
( z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )  /\  y  e.  B )
)  ->  A. w  e.  A  -.  y  <  w )
70 ralnex 2553 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( A. w  e.  A  -.  y  <  w  <->  -.  E. w  e.  A  y  <  w )
7169, 70sylib 188 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
( z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )  /\  y  e.  B )
)  ->  -.  E. w  e.  A  y  <  w )
72 ssel2 3175 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( B  C_  RR  /\  y  e.  B )  ->  y  e.  RR )
736, 50, 72syl2an 463 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
( z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )  /\  y  e.  B )
)  ->  y  e.  RR )
74 simplrr 737 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )  /\  y  e.  B )  ->  A. x  e.  RR  ( x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) )
7574adantl 452 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
( z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )  /\  y  e.  B )
)  ->  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) )
76 breq1 4026 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( x  =  y  ->  (
x  <  z  <->  y  <  z ) )
77 breq1 4026 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( x  =  y  ->  (
x  <  w  <->  y  <  w ) )
7877rexbidv 2564 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( x  =  y  ->  ( E. w  e.  A  x  <  w  <->  E. w  e.  A  y  <  w ) )
7976, 78imbi12d 311 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( x  =  y  ->  (
( x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w )  <->  ( y  <  z  ->  E. w  e.  A  y  <  w ) ) )
8079rspcv 2880 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  e.  RR  ->  ( A. x  e.  RR  ( x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w )  -> 
( y  <  z  ->  E. w  e.  A  y  <  w ) ) )
8173, 75, 80sylc 56 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
( z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )  /\  y  e.  B )
)  ->  ( y  <  z  ->  E. w  e.  A  y  <  w ) )
8271, 81mtod 168 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
( z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )  /\  y  e.  B )
)  ->  -.  y  <  z )
83 simprll 738 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
( z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )  /\  y  e.  B )
)  ->  z  e.  RR )
8483, 73lenltd 8965 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
( z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )  /\  y  e.  B )
)  ->  ( z  <_  y  <->  -.  y  <  z ) )
8582, 84mpbird 223 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
( z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) )  /\  y  e.  B )
)  ->  z  <_  y )
8685expr 598 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  (
x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) ) )  ->  (
y  e.  B  -> 
z  <_  y )
)
8747, 86anim12d 546 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  (
x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) ) )  ->  (
( x  e.  A  /\  y  e.  B
)  ->  ( x  <_  z  /\  z  <_ 
y ) ) )
8887exp3a 425 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  (
x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) ) )  ->  (
x  e.  A  -> 
( y  e.  B  ->  ( x  <_  z  /\  z  <_  y ) ) ) )
8938, 39, 88ralrimd 2631 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  (
x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) ) )  ->  (
x  e.  A  ->  A. y  e.  B  ( x  <_  z  /\  z  <_  y ) ) )
9030, 89ralrimi 2624 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  (
z  e.  RR  /\  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  (
x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) ) ) )  ->  A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( x  <_  z  /\  z  <_ 
y ) )
9190expr 598 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  /\  z  e.  RR )  ->  (
( A. x  e.  A  -.  z  < 
x  /\  A. x  e.  RR  ( x  < 
z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) )  ->  A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( x  <_  z  /\  z  <_ 
y ) ) )
9291reximdva 2655 . . . . 5  |-  ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  ( E. z  e.  RR  ( A. x  e.  A  -.  z  <  x  /\  A. x  e.  RR  (
x  <  z  ->  E. w  e.  A  x  <  w ) )  ->  E. z  e.  RR  A. x  e.  A  A. y  e.  B  (
x  <_  z  /\  z  <_  y ) ) )
9320, 92mpd 14 . . . 4  |-  ( ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  /\  ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  E. z  e.  RR  A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( x  <_ 
z  /\  z  <_  y ) )
94933expib 1154 . . 3  |-  ( ( A  =/=  (/)  /\  B  =/=  (/) )  ->  (
( ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y
)  ->  E. z  e.  RR  A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( x  <_ 
z  /\  z  <_  y ) ) )
95 1re 8837 . . . . 5  |-  1  e.  RR
96 rzal 3555 . . . . 5  |-  ( A  =  (/)  ->  A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( x  <_  1  /\  1  <_ 
y ) )
97 breq2 4027 . . . . . . . 8  |-  ( z  =  1  ->  (
x  <_  z  <->  x  <_  1 ) )
98 breq1 4026 . . . . . . . 8  |-  ( z  =  1  ->  (
z  <_  y  <->  1  <_  y ) )
9997, 98anbi12d 691 . . . . . . 7  |-  ( z  =  1  ->  (
( x  <_  z  /\  z  <_  y )  <-> 
( x  <_  1  /\  1  <_  y ) ) )
100992ralbidv 2585 . . . . . 6  |-  ( z  =  1  ->  ( A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( x  <_  z  /\  z  <_  y )  <->  A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( x  <_  1  /\  1  <_ 
y ) ) )
101100rspcev 2884 . . . . 5  |-  ( ( 1  e.  RR  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  (
x  <_  1  /\  1  <_  y ) )  ->  E. z  e.  RR  A. x  e.  A  A. y  e.  B  (
x  <_  z  /\  z  <_  y ) )
10295, 96, 101sylancr 644 . . . 4  |-  ( A  =  (/)  ->  E. z  e.  RR  A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( x  <_ 
z  /\  z  <_  y ) )
103102a1d 22 . . 3  |-  ( A  =  (/)  ->  ( ( ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  E. z  e.  RR  A. x  e.  A  A. y  e.  B  (
x  <_  z  /\  z  <_  y ) ) )
104 rzal 3555 . . . . . 6  |-  ( B  =  (/)  ->  A. y  e.  B  ( x  <_  1  /\  1  <_ 
y ) )
105104ralrimivw 2627 . . . . 5  |-  ( B  =  (/)  ->  A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( x  <_  1  /\  1  <_ 
y ) )
10695, 105, 101sylancr 644 . . . 4  |-  ( B  =  (/)  ->  E. z  e.  RR  A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( x  <_ 
z  /\  z  <_  y ) )
107106a1d 22 . . 3  |-  ( B  =  (/)  ->  ( ( ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  E. z  e.  RR  A. x  e.  A  A. y  e.  B  (
x  <_  z  /\  z  <_  y ) ) )
10894, 103, 107pm2.61iine 24081 . 2  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR )  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  E. z  e.  RR  A. x  e.  A  A. y  e.  B  (
x  <_  z  /\  z  <_  y ) )
1091083impa 1146 1  |-  ( ( A  C_  RR  /\  B  C_  RR  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  B  x  <  y )  ->  E. z  e.  RR  A. x  e.  A  A. y  e.  B  ( x  <_ 
z  /\  z  <_  y ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 358    /\ w3a 934   E.wex 1528    = wceq 1623    e. wcel 1684    =/= wne 2446   A.wral 2543   E.wrex 2544    C_ wss 3152   (/)c0 3455   class class class wbr 4023   RRcr 8736   1c1 8738    < clt 8867    <_ cle 8868
This theorem is referenced by:  dedekindle  24083
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1533  ax-5 1544  ax-17 1603  ax-9 1635  ax-8 1643  ax-13 1686  ax-14 1688  ax-6 1703  ax-7 1708  ax-11 1715  ax-12 1866  ax-ext 2264  ax-sep 4141  ax-nul 4149  ax-pow 4188  ax-pr 4214  ax-un 4512  ax-resscn 8794  ax-1cn 8795  ax-icn 8796  ax-addcl 8797  ax-mulcl 8799  ax-mulrcl 8800  ax-i2m1 8805  ax-1ne0 8806  ax-rrecex 8809  ax-cnre 8810  ax-pre-lttri 8811  ax-pre-sup 8815
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1529  df-nf 1532  df-sb 1630  df-eu 2147  df-mo 2148  df-clab 2270  df-cleq 2276  df-clel 2279  df-nfc 2408  df-ne 2448  df-nel 2449  df-ral 2548  df-rex 2549  df-rab 2552  df-v 2790  df-sbc 2992  df-csb 3082  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-nul 3456  df-if 3566  df-pw 3627  df-sn 3646  df-pr 3647  df-op 3649  df-uni 3828  df-br 4024  df-opab 4078  df-mpt 4079  df-id 4309  df-xp 4695  df-rel 4696  df-cnv 4697  df-co 4698  df-dm 4699  df-rn 4700  df-res 4701  df-ima 4702  df-iota 5219  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-ov 5861  df-er 6660  df-en 6864  df-dom 6865  df-sdom 6866  df-pnf 8869  df-mnf 8870  df-xr 8871  df-ltxr 8872  df-le 8873
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