Theorem qbtwnre 12030

Description: The rational numbers are dense in ℝ: any two real numbers have a rational between them. Exercise 6 of [Apostol] p. 28. (Contributed by NM, 18-Nov-2004.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 13-Jun-2014.)

Assertion

Ref	Expression
qbtwnre	⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 𝐵) → ∃𝑥 ∈ ℚ (𝐴 < 𝑥 ∧ 𝑥 < 𝐵))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵

Proof of Theorem qbtwnre

Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		posdif 10521	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴 < 𝐵 ↔ 0 < (𝐵 − 𝐴)))
2		resubcl 10345	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → (𝐵 − 𝐴) ∈ ℝ)
3		nnrecl 11290	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐵 − 𝐴) ∈ ℝ ∧ 0 < (𝐵 − 𝐴)) → ∃𝑦 ∈ ℕ (1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴))
4	2, 3	sylan 488	. . . . . 6 ⊢ (((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) ∧ 0 < (𝐵 − 𝐴)) → ∃𝑦 ∈ ℕ (1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴))
5	4	ex 450	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → (0 < (𝐵 − 𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℕ (1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴)))
6	5	ancoms 469	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (0 < (𝐵 − 𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℕ (1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴)))
7	1, 6	sylbid 230	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴 < 𝐵 → ∃𝑦 ∈ ℕ (1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴)))
8		nnre 11027	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℝ)
9	8	adantl 482	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → 𝑦 ∈ ℝ)
10		simplr 792	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℝ)
11	9, 10	remulcld 10070	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑦 · 𝐵) ∈ ℝ)
12		peano2rem 10348	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 · 𝐵) ∈ ℝ → ((𝑦 · 𝐵) − 1) ∈ ℝ)
13	11, 12	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ((𝑦 · 𝐵) − 1) ∈ ℝ)
14		zbtwnre 11786	. . . . . 6 ⊢ (((𝑦 · 𝐵) − 1) ∈ ℝ → ∃!𝑧 ∈ ℤ (((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧 ∧ 𝑧 < (((𝑦 · 𝐵) − 1) + 1)))
15		reurex 3160	. . . . . 6 ⊢ (∃!𝑧 ∈ ℤ (((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧 ∧ 𝑧 < (((𝑦 · 𝐵) − 1) + 1)) → ∃𝑧 ∈ ℤ (((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧 ∧ 𝑧 < (((𝑦 · 𝐵) − 1) + 1)))
16	13, 14, 15	3syl 18	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ∃𝑧 ∈ ℤ (((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧 ∧ 𝑧 < (((𝑦 · 𝐵) − 1) + 1)))
17		znq 11792	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑧 / 𝑦) ∈ ℚ)
18	17	ancoms 469	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑧 / 𝑦) ∈ ℚ)
19	18	adantl 482	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (𝑧 / 𝑦) ∈ ℚ)
20		an32 839	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧 ∧ 𝑧 < (((𝑦 · 𝐵) − 1) + 1)) ∧ (1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴)) ↔ ((((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧 ∧ (1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴)) ∧ 𝑧 < (((𝑦 · 𝐵) − 1) + 1)))
21	8	ad2antrl 764	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → 𝑦 ∈ ℝ)
22		simpll 790	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → 𝐴 ∈ ℝ)
23	21, 22	remulcld 10070	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (𝑦 · 𝐴) ∈ ℝ)
24	13	adantrr 753	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → ((𝑦 · 𝐵) − 1) ∈ ℝ)
25		zre 11381	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑧 ∈ ℤ → 𝑧 ∈ ℝ)
26	25	ad2antll 765	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → 𝑧 ∈ ℝ)
27		ltletr 10129	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑦 · 𝐴) ∈ ℝ ∧ ((𝑦 · 𝐵) − 1) ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (((𝑦 · 𝐴) < ((𝑦 · 𝐵) − 1) ∧ ((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧) → (𝑦 · 𝐴) < 𝑧))
28	23, 24, 26, 27	syl3anc 1326	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (((𝑦 · 𝐴) < ((𝑦 · 𝐵) − 1) ∧ ((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧) → (𝑦 · 𝐴) < 𝑧))
29	21	recnd 10068	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → 𝑦 ∈ ℂ)
30		simplr 792	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → 𝐵 ∈ ℝ)
31	30	recnd 10068	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → 𝐵 ∈ ℂ)
32	22	recnd 10068	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → 𝐴 ∈ ℂ)
33	29, 31, 32	subdid 10486	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (𝑦 · (𝐵 − 𝐴)) = ((𝑦 · 𝐵) − (𝑦 · 𝐴)))
34	33	breq2d 4665	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (1 < (𝑦 · (𝐵 − 𝐴)) ↔ 1 < ((𝑦 · 𝐵) − (𝑦 · 𝐴))))
35		1red 10055	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → 1 ∈ ℝ)
36	30, 22	resubcld 10458	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (𝐵 − 𝐴) ∈ ℝ)
37		nngt0 11049	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 0 < 𝑦)
38	37	ad2antrl 764	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → 0 < 𝑦)
39		ltdivmul 10898	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((1 ∈ ℝ ∧ (𝐵 − 𝐴) ∈ ℝ ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑦)) → ((1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴) ↔ 1 < (𝑦 · (𝐵 − 𝐴))))
40	35, 36, 21, 38, 39	syl112anc 1330	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → ((1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴) ↔ 1 < (𝑦 · (𝐵 − 𝐴))))
41	11	adantrr 753	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (𝑦 · 𝐵) ∈ ℝ)
42		ltsub13 10509	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑦 · 𝐴) ∈ ℝ ∧ (𝑦 · 𝐵) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) → ((𝑦 · 𝐴) < ((𝑦 · 𝐵) − 1) ↔ 1 < ((𝑦 · 𝐵) − (𝑦 · 𝐴))))
43	23, 41, 35, 42	syl3anc 1326	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → ((𝑦 · 𝐴) < ((𝑦 · 𝐵) − 1) ↔ 1 < ((𝑦 · 𝐵) − (𝑦 · 𝐴))))
44	34, 40, 43	3bitr4rd 301	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → ((𝑦 · 𝐴) < ((𝑦 · 𝐵) − 1) ↔ (1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴)))
45	44	anbi1d 741	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (((𝑦 · 𝐴) < ((𝑦 · 𝐵) − 1) ∧ ((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧) ↔ ((1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴) ∧ ((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧)))
46		ancom 466	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴) ∧ ((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧) ↔ (((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧 ∧ (1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴)))
47	45, 46	syl6bb 276	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (((𝑦 · 𝐴) < ((𝑦 · 𝐵) − 1) ∧ ((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧) ↔ (((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧 ∧ (1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴))))
48		ltmuldiv2 10897	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑦)) → ((𝑦 · 𝐴) < 𝑧 ↔ 𝐴 < (𝑧 / 𝑦)))
49	22, 26, 21, 38, 48	syl112anc 1330	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → ((𝑦 · 𝐴) < 𝑧 ↔ 𝐴 < (𝑧 / 𝑦)))
50	28, 47, 49	3imtr3d 282	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → ((((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧 ∧ (1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴)) → 𝐴 < (𝑧 / 𝑦)))
51	41	recnd 10068	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (𝑦 · 𝐵) ∈ ℂ)
52		ax-1cn 9994	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 1 ∈ ℂ
53		npcan 10290	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑦 · 𝐵) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (((𝑦 · 𝐵) − 1) + 1) = (𝑦 · 𝐵))
54	51, 52, 53	sylancl 694	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (((𝑦 · 𝐵) − 1) + 1) = (𝑦 · 𝐵))
55	54	breq2d 4665	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (𝑧 < (((𝑦 · 𝐵) − 1) + 1) ↔ 𝑧 < (𝑦 · 𝐵)))
56		ltdivmul 10898	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑦)) → ((𝑧 / 𝑦) < 𝐵 ↔ 𝑧 < (𝑦 · 𝐵)))
57	26, 30, 21, 38, 56	syl112anc 1330	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → ((𝑧 / 𝑦) < 𝐵 ↔ 𝑧 < (𝑦 · 𝐵)))
58	55, 57	bitr4d 271	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (𝑧 < (((𝑦 · 𝐵) − 1) + 1) ↔ (𝑧 / 𝑦) < 𝐵))
59	58	biimpd 219	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (𝑧 < (((𝑦 · 𝐵) − 1) + 1) → (𝑧 / 𝑦) < 𝐵))
60	50, 59	anim12d 586	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (((((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧 ∧ (1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴)) ∧ 𝑧 < (((𝑦 · 𝐵) − 1) + 1)) → (𝐴 < (𝑧 / 𝑦) ∧ (𝑧 / 𝑦) < 𝐵)))
61	20, 60	syl5bi 232	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (((((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧 ∧ 𝑧 < (((𝑦 · 𝐵) − 1) + 1)) ∧ (1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴)) → (𝐴 < (𝑧 / 𝑦) ∧ (𝑧 / 𝑦) < 𝐵)))
62		breq2 4657	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = (𝑧 / 𝑦) → (𝐴 < 𝑥 ↔ 𝐴 < (𝑧 / 𝑦)))
63		breq1 4656	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = (𝑧 / 𝑦) → (𝑥 < 𝐵 ↔ (𝑧 / 𝑦) < 𝐵))
64	62, 63	anbi12d 747	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = (𝑧 / 𝑦) → ((𝐴 < 𝑥 ∧ 𝑥 < 𝐵) ↔ (𝐴 < (𝑧 / 𝑦) ∧ (𝑧 / 𝑦) < 𝐵)))
65	64	rspcev 3309	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑧 / 𝑦) ∈ ℚ ∧ (𝐴 < (𝑧 / 𝑦) ∧ (𝑧 / 𝑦) < 𝐵)) → ∃𝑥 ∈ ℚ (𝐴 < 𝑥 ∧ 𝑥 < 𝐵))
66	19, 61, 65	syl6an 568	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → (((((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧 ∧ 𝑧 < (((𝑦 · 𝐵) − 1) + 1)) ∧ (1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴)) → ∃𝑥 ∈ ℚ (𝐴 < 𝑥 ∧ 𝑥 < 𝐵)))
67	66	expd 452	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ (𝑦 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ ℤ)) → ((((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧 ∧ 𝑧 < (((𝑦 · 𝐵) − 1) + 1)) → ((1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴) → ∃𝑥 ∈ ℚ (𝐴 < 𝑥 ∧ 𝑥 < 𝐵))))
68	67	expr 643	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (𝑧 ∈ ℤ → ((((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧 ∧ 𝑧 < (((𝑦 · 𝐵) − 1) + 1)) → ((1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴) → ∃𝑥 ∈ ℚ (𝐴 < 𝑥 ∧ 𝑥 < 𝐵)))))
69	68	rexlimdv 3030	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (∃𝑧 ∈ ℤ (((𝑦 · 𝐵) − 1) ≤ 𝑧 ∧ 𝑧 < (((𝑦 · 𝐵) − 1) + 1)) → ((1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴) → ∃𝑥 ∈ ℚ (𝐴 < 𝑥 ∧ 𝑥 < 𝐵))))
70	16, 69	mpd 15	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ((1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴) → ∃𝑥 ∈ ℚ (𝐴 < 𝑥 ∧ 𝑥 < 𝐵)))
71	70	rexlimdva 3031	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (∃𝑦 ∈ ℕ (1 / 𝑦) < (𝐵 − 𝐴) → ∃𝑥 ∈ ℚ (𝐴 < 𝑥 ∧ 𝑥 < 𝐵)))
72	7, 71	syld 47	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴 < 𝐵 → ∃𝑥 ∈ ℚ (𝐴 < 𝑥 ∧ 𝑥 < 𝐵)))
73	72	3impia 1261	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐴 < 𝐵) → ∃𝑥 ∈ ℚ (𝐴 < 𝑥 ∧ 𝑥 < 𝐵))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 384   ∧ w3a 1037   = wceq 1483   ∈ wcel 1990  ∃wrex 2913  ∃!wreu 2914   class class class wbr 4653  (class class class)co 6650  ℂcc 9934  ℝcr 9935  0cc0 9936  1c1 9937   + caddc 9939   · cmul 9941   < clt 10074   ≤ cle 10075   − cmin 10266   / cdiv 10684  ℕcn 11020  ℤcz 11377  ℚcq 11788

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013  ax-pre-sup 10014

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-er 7742  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-sup 8348  df-inf 8349  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-div 10685  df-nn 11021  df-n0 11293  df-z 11378  df-uz 11688  df-q 11789

This theorem is referenced by:  qbtwnxr  12031  qsqueeze  12032  nmoleub2lem3  22915  mbfaddlem  23427  rpnnen3lem  37598