Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  infrglb Structured version   Unicode version

Theorem infrglb 27698
Description: The infimum of a non-empty bounded set of reals is the greatest lower bound. (Contributed by Glauco Siliprandi, 29-Jun-2017.)
Assertion
Ref Expression
infrglb  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )  /\  B  e.  RR )  ->  ( sup ( A ,  RR ,  `'  <  )  < 
B  <->  E. z  e.  A  z  <  B ) )
Distinct variable groups:    x, y,
z, A    z, B
Allowed substitution hints:    B( x, y)

Proof of Theorem infrglb
StepHypRef Expression
1 ltso 9156 . . . . 5  |-  <  Or  RR
2 cnvso 5411 . . . . 5  |-  (  < 
Or  RR  <->  `'  <  Or  RR )
31, 2mpbi 200 . . . 4  |-  `'  <  Or  RR
43a1i 11 . . 3  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y
)  ->  `'  <  Or  RR )
5 infm3 9967 . . . 4  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y
)  ->  E. x  e.  RR  ( A. y  e.  A  -.  y  <  x  /\  A. y  e.  RR  ( x  < 
y  ->  E. z  e.  A  z  <  y ) ) )
6 nfv 1629 . . . . . 6  |-  F/ x  A  C_  RR
7 nfv 1629 . . . . . 6  |-  F/ x  A  =/=  (/)
8 nfre1 2762 . . . . . 6  |-  F/ x E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y
96, 7, 8nf3an 1849 . . . . 5  |-  F/ x
( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )
10 nfv 1629 . . . . . . . . . 10  |-  F/ y  A  C_  RR
11 nfv 1629 . . . . . . . . . 10  |-  F/ y  A  =/=  (/)
12 nfcv 2572 . . . . . . . . . . 11  |-  F/_ y RR
13 nfra1 2756 . . . . . . . . . . 11  |-  F/ y A. y  e.  A  x  <_  y
1412, 13nfrex 2761 . . . . . . . . . 10  |-  F/ y E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y
1510, 11, 14nf3an 1849 . . . . . . . . 9  |-  F/ y ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )
16 nfv 1629 . . . . . . . . 9  |-  F/ y  x  e.  RR
1715, 16nfan 1846 . . . . . . . 8  |-  F/ y ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )  /\  x  e.  RR )
18 vex 2959 . . . . . . . . . . . 12  |-  x  e. 
_V
19 vex 2959 . . . . . . . . . . . 12  |-  y  e. 
_V
2018, 19brcnv 5055 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x `'  <  y  <->  y  <  x )
2120biimpi 187 . . . . . . . . . 10  |-  ( x `'  <  y  ->  y  <  x )
2221con3i 129 . . . . . . . . 9  |-  ( -.  y  <  x  ->  -.  x `'  <  y
)
2322a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )  /\  x  e.  RR )  /\  y  e.  A )  ->  ( -.  y  <  x  ->  -.  x `'  <  y
) )
2417, 23ralimdaa 2783 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )  /\  x  e.  RR )  ->  ( A. y  e.  A  -.  y  <  x  ->  A. y  e.  A  -.  x `'  <  y
) )
2519, 18brcnv 5055 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y `'  <  x  <->  x  <  y )
2625biimpi 187 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y `'  <  x  ->  x  <  y )
2726a1i 11 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )  /\  x  e.  RR )  ->  (
y `'  <  x  ->  x  <  y ) )
28 vex 2959 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  z  e. 
_V
2919, 28brcnv 5055 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y `'  <  z  <->  z  <  y )
3029biimpri 198 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z  <  y  ->  y `'  <  z )
3130a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )  /\  x  e.  RR )  ->  (
z  <  y  ->  y `'  <  z ) )
3231reximdv 2817 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )  /\  x  e.  RR )  ->  ( E. z  e.  A  z  <  y  ->  E. z  e.  A  y `'  <  z ) )
3327, 32imim12d 70 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )  /\  x  e.  RR )  ->  (
( x  <  y  ->  E. z  e.  A  z  <  y )  -> 
( y `'  <  x  ->  E. z  e.  A  y `'  <  z ) ) )
3433adantr 452 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )  /\  x  e.  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  (
( x  <  y  ->  E. z  e.  A  z  <  y )  -> 
( y `'  <  x  ->  E. z  e.  A  y `'  <  z ) ) )
3517, 34ralimdaa 2783 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )  /\  x  e.  RR )  ->  ( A. y  e.  RR  ( x  <  y  ->  E. z  e.  A  z  <  y )  ->  A. y  e.  RR  ( y `'  <  x  ->  E. z  e.  A  y `'  <  z ) ) )
3624, 35anim12d 547 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )  /\  x  e.  RR )  ->  (
( A. y  e.  A  -.  y  < 
x  /\  A. y  e.  RR  ( x  < 
y  ->  E. z  e.  A  z  <  y ) )  ->  ( A. y  e.  A  -.  x `'  <  y  /\  A. y  e.  RR  ( y `'  <  x  ->  E. z  e.  A  y `'  <  z ) ) ) )
3736ex 424 . . . . 5  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y
)  ->  ( x  e.  RR  ->  ( ( A. y  e.  A  -.  y  <  x  /\  A. y  e.  RR  (
x  <  y  ->  E. z  e.  A  z  <  y ) )  ->  ( A. y  e.  A  -.  x `'  <  y  /\  A. y  e.  RR  (
y `'  <  x  ->  E. z  e.  A  y `'  <  z ) ) ) ) )
389, 37reximdai 2814 . . . 4  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y
)  ->  ( E. x  e.  RR  ( A. y  e.  A  -.  y  <  x  /\  A. y  e.  RR  (
x  <  y  ->  E. z  e.  A  z  <  y ) )  ->  E. x  e.  RR  ( A. y  e.  A  -.  x `'  <  y  /\  A. y  e.  RR  ( y `'  <  x  ->  E. z  e.  A  y `'  <  z ) ) ) )
395, 38mpd 15 . . 3  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y
)  ->  E. x  e.  RR  ( A. y  e.  A  -.  x `'  <  y  /\  A. y  e.  RR  (
y `'  <  x  ->  E. z  e.  A  y `'  <  z ) ) )
40 simp1 957 . . 3  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y
)  ->  A  C_  RR )
414, 39, 40suplub2 7466 . 2  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )  /\  B  e.  RR )  ->  ( B `'  <  sup ( A ,  RR ,  `'  <  )  <->  E. z  e.  A  B `'  <  z ) )
42 simpr 448 . . 3  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )  /\  B  e.  RR )  ->  B  e.  RR )
43 infmrcl 9987 . . . 4  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y
)  ->  sup ( A ,  RR ,  `'  <  )  e.  RR )
4443adantr 452 . . 3  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )  /\  B  e.  RR )  ->  sup ( A ,  RR ,  `'  <  )  e.  RR )
45 brcnvg 5053 . . 3  |-  ( ( B  e.  RR  /\  sup ( A ,  RR ,  `'  <  )  e.  RR )  ->  ( B `'  <  sup ( A ,  RR ,  `'  <  )  <->  sup ( A ,  RR ,  `'  <  )  <  B
) )
4642, 44, 45syl2anc 643 . 2  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )  /\  B  e.  RR )  ->  ( B `'  <  sup ( A ,  RR ,  `'  <  )  <->  sup ( A ,  RR ,  `'  <  )  <  B
) )
47 brcnvg 5053 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  RR  /\  z  e.  _V )  ->  ( B `'  <  z  <-> 
z  <  B )
)
4828, 47mpan2 653 . . . 4  |-  ( B  e.  RR  ->  ( B `'  <  z  <->  z  <  B ) )
4948rexbidv 2726 . . 3  |-  ( B  e.  RR  ->  ( E. z  e.  A  B `'  <  z  <->  E. z  e.  A  z  <  B ) )
5049adantl 453 . 2  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )  /\  B  e.  RR )  ->  ( E. z  e.  A  B `'  <  z  <->  E. z  e.  A  z  <  B ) )
5141, 46, 503bitr3d 275 1  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  x  <_  y )  /\  B  e.  RR )  ->  ( sup ( A ,  RR ,  `'  <  )  < 
B  <->  E. z  e.  A  z  <  B ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    /\ w3a 936    e. wcel 1725    =/= wne 2599   A.wral 2705   E.wrex 2706   _Vcvv 2956    C_ wss 3320   (/)c0 3628   class class class wbr 4212    Or wor 4502   `'ccnv 4877   supcsup 7445   RRcr 8989    < clt 9120    <_ cle 9121
This theorem is referenced by:  climinf  27708
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1555  ax-5 1566  ax-17 1626  ax-9 1666  ax-8 1687  ax-13 1727  ax-14 1729  ax-6 1744  ax-7 1749  ax-11 1761  ax-12 1950  ax-ext 2417  ax-sep 4330  ax-nul 4338  ax-pow 4377  ax-pr 4403  ax-un 4701  ax-resscn 9047  ax-1cn 9048  ax-icn 9049  ax-addcl 9050  ax-addrcl 9051  ax-mulcl 9052  ax-mulrcl 9053  ax-mulcom 9054  ax-addass 9055  ax-mulass 9056  ax-distr 9057  ax-i2m1 9058  ax-1ne0 9059  ax-1rid 9060  ax-rnegex 9061  ax-rrecex 9062  ax-cnre 9063  ax-pre-lttri 9064  ax-pre-lttrn 9065  ax-pre-ltadd 9066  ax-pre-mulgt0 9067  ax-pre-sup 9068
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1328  df-ex 1551  df-nf 1554  df-sb 1659  df-eu 2285  df-mo 2286  df-clab 2423  df-cleq 2429  df-clel 2432  df-nfc 2561  df-ne 2601  df-nel 2602  df-ral 2710  df-rex 2711  df-reu 2712  df-rmo 2713  df-rab 2714  df-v 2958  df-sbc 3162  df-csb 3252  df-dif 3323  df-un 3325  df-in 3327  df-ss 3334  df-nul 3629  df-if 3740  df-pw 3801  df-sn 3820  df-pr 3821  df-op 3823  df-uni 4016  df-br 4213  df-opab 4267  df-mpt 4268  df-id 4498  df-po 4503  df-so 4504  df-xp 4884  df-rel 4885  df-cnv 4886  df-co 4887  df-dm 4888  df-rn 4889  df-res 4890  df-ima 4891  df-iota 5418  df-fun 5456  df-fn 5457  df-f 5458  df-f1 5459  df-fo 5460  df-f1o 5461  df-fv 5462  df-isom 5463  df-ov 6084  df-oprab 6085  df-mpt2 6086  df-riota 6549  df-er 6905  df-en 7110  df-dom 7111  df-sdom 7112  df-sup 7446  df-pnf 9122  df-mnf 9123  df-xr 9124  df-ltxr 9125  df-le 9126  df-sub 9293  df-neg 9294
  Copyright terms: Public domain W3C validator