ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  rexanre GIF version

Theorem rexanre 10291
Description: Combine two different upper real properties into one. (Contributed by Mario Carneiro, 8-May-2016.)
Assertion
Ref Expression
rexanre (𝐴 ⊆ ℝ → (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) ↔ (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑) ∧ ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓))))
Distinct variable groups:   𝑗,𝑘,𝐴   𝜑,𝑗   𝜓,𝑗
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘)   𝜓(𝑘)

Proof of Theorem rexanre
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpl 107 . . . . . 6 ((𝜑𝜓) → 𝜑)
21imim2i 12 . . . . 5 ((𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) → (𝑗𝑘𝜑))
32ralimi 2431 . . . 4 (∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) → ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑))
43reximi 2463 . . 3 (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) → ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑))
5 simpr 108 . . . . . 6 ((𝜑𝜓) → 𝜓)
65imim2i 12 . . . . 5 ((𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) → (𝑗𝑘𝜓))
76ralimi 2431 . . . 4 (∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) → ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓))
87reximi 2463 . . 3 (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) → ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓))
94, 8jca 300 . 2 (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) → (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑) ∧ ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓)))
10 breq1 3809 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑥 → (𝑗𝑘𝑥𝑘))
1110imbi1d 229 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑥 → ((𝑗𝑘𝜑) ↔ (𝑥𝑘𝜑)))
1211ralbidv 2373 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑥 → (∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑) ↔ ∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑)))
1312cbvrexv 2583 . . . . 5 (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑) ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑))
14 breq1 3809 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑦 → (𝑗𝑘𝑦𝑘))
1514imbi1d 229 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑦 → ((𝑗𝑘𝜓) ↔ (𝑦𝑘𝜓)))
1615ralbidv 2373 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑦 → (∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓) ↔ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)))
1716cbvrexv 2583 . . . . 5 (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓) ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓))
1813, 17anbi12i 448 . . . 4 ((∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑) ∧ ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓)) ↔ (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑) ∧ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)))
19 reeanv 2528 . . . 4 (∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ (∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑) ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)) ↔ (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑) ∧ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)))
2018, 19bitr4i 185 . . 3 ((∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑) ∧ ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓)) ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ (∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑) ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)))
21 maxcl 10281 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ∈ ℝ)
2221adantl 271 . . . . 5 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ∈ ℝ)
23 r19.26 2490 . . . . . 6 (∀𝑘𝐴 ((𝑥𝑘𝜑) ∧ (𝑦𝑘𝜓)) ↔ (∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑) ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)))
24 prth 336 . . . . . . . 8 (((𝑥𝑘𝜑) ∧ (𝑦𝑘𝜓)) → ((𝑥𝑘𝑦𝑘) → (𝜑𝜓)))
25 simplrl 502 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑘𝐴) → 𝑥 ∈ ℝ)
26 simplrr 503 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑘𝐴) → 𝑦 ∈ ℝ)
27 simpl 107 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → 𝐴 ⊆ ℝ)
2827sselda 3009 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑘𝐴) → 𝑘 ∈ ℝ)
29 maxleastb 10285 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ) → (sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 ↔ (𝑥𝑘𝑦𝑘)))
3025, 26, 28, 29syl3anc 1170 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑘𝐴) → (sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 ↔ (𝑥𝑘𝑦𝑘)))
3130imbi1d 229 . . . . . . . 8 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑘𝐴) → ((sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 → (𝜑𝜓)) ↔ ((𝑥𝑘𝑦𝑘) → (𝜑𝜓))))
3224, 31syl5ibr 154 . . . . . . 7 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑘𝐴) → (((𝑥𝑘𝜑) ∧ (𝑦𝑘𝜓)) → (sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 → (𝜑𝜓))))
3332ralimdva 2434 . . . . . 6 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (∀𝑘𝐴 ((𝑥𝑘𝜑) ∧ (𝑦𝑘𝜓)) → ∀𝑘𝐴 (sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 → (𝜑𝜓))))
3423, 33syl5bir 151 . . . . 5 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → ((∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑) ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)) → ∀𝑘𝐴 (sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 → (𝜑𝜓))))
35 breq1 3809 . . . . . . . 8 (𝑗 = sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) → (𝑗𝑘 ↔ sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘))
3635imbi1d 229 . . . . . . 7 (𝑗 = sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) → ((𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) ↔ (sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 → (𝜑𝜓))))
3736ralbidv 2373 . . . . . 6 (𝑗 = sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) → (∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) ↔ ∀𝑘𝐴 (sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 → (𝜑𝜓))))
3837rspcev 2710 . . . . 5 ((sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ∈ ℝ ∧ ∀𝑘𝐴 (sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 → (𝜑𝜓))) → ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)))
3922, 34, 38syl6an 1364 . . . 4 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → ((∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑) ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)) → ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓))))
4039rexlimdvva 2489 . . 3 (𝐴 ⊆ ℝ → (∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ (∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑) ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)) → ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓))))
4120, 40syl5bi 150 . 2 (𝐴 ⊆ ℝ → ((∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑) ∧ ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓)) → ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓))))
429, 41impbid2 141 1 (𝐴 ⊆ ℝ → (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) ↔ (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑) ∧ ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓))))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 102  wb 103   = wceq 1285  wcel 1434  wral 2353  wrex 2354  wss 2983  {cpr 3418   class class class wbr 3806  supcsup 6490  cr 7078   < clt 7251  cle 7252
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 104  ax-ia2 105  ax-ia3 106  ax-in1 577  ax-in2 578  ax-io 663  ax-5 1377  ax-7 1378  ax-gen 1379  ax-ie1 1423  ax-ie2 1424  ax-8 1436  ax-10 1437  ax-11 1438  ax-i12 1439  ax-bndl 1440  ax-4 1441  ax-13 1445  ax-14 1446  ax-17 1460  ax-i9 1464  ax-ial 1468  ax-i5r 1469  ax-ext 2065  ax-coll 3914  ax-sep 3917  ax-nul 3925  ax-pow 3969  ax-pr 3993  ax-un 4217  ax-setind 4309  ax-iinf 4358  ax-cnex 7165  ax-resscn 7166  ax-1cn 7167  ax-1re 7168  ax-icn 7169  ax-addcl 7170  ax-addrcl 7171  ax-mulcl 7172  ax-mulrcl 7173  ax-addcom 7174  ax-mulcom 7175  ax-addass 7176  ax-mulass 7177  ax-distr 7178  ax-i2m1 7179  ax-0lt1 7180  ax-1rid 7181  ax-0id 7182  ax-rnegex 7183  ax-precex 7184  ax-cnre 7185  ax-pre-ltirr 7186  ax-pre-ltwlin 7187  ax-pre-lttrn 7188  ax-pre-apti 7189  ax-pre-ltadd 7190  ax-pre-mulgt0 7191  ax-pre-mulext 7192  ax-arch 7193  ax-caucvg 7194
This theorem depends on definitions:  df-bi 115  df-dc 777  df-3or 921  df-3an 922  df-tru 1288  df-fal 1291  df-nf 1391  df-sb 1688  df-eu 1946  df-mo 1947  df-clab 2070  df-cleq 2076  df-clel 2079  df-nfc 2212  df-ne 2250  df-nel 2345  df-ral 2358  df-rex 2359  df-reu 2360  df-rmo 2361  df-rab 2362  df-v 2612  df-sbc 2826  df-csb 2919  df-dif 2985  df-un 2987  df-in 2989  df-ss 2996  df-nul 3269  df-if 3370  df-pw 3403  df-sn 3423  df-pr 3424  df-op 3426  df-uni 3623  df-int 3658  df-iun 3701  df-br 3807  df-opab 3861  df-mpt 3862  df-tr 3897  df-id 4077  df-po 4080  df-iso 4081  df-iord 4150  df-on 4152  df-ilim 4153  df-suc 4155  df-iom 4361  df-xp 4398  df-rel 4399  df-cnv 4400  df-co 4401  df-dm 4402  df-rn 4403  df-res 4404  df-ima 4405  df-iota 4918  df-fun 4955  df-fn 4956  df-f 4957  df-f1 4958  df-fo 4959  df-f1o 4960  df-fv 4961  df-riota 5520  df-ov 5567  df-oprab 5568  df-mpt2 5569  df-1st 5819  df-2nd 5820  df-recs 5975  df-frec 6061  df-sup 6492  df-pnf 7253  df-mnf 7254  df-xr 7255  df-ltxr 7256  df-le 7257  df-sub 7384  df-neg 7385  df-reap 7778  df-ap 7785  df-div 7864  df-inn 8143  df-2 8201  df-3 8202  df-4 8203  df-n0 8392  df-z 8469  df-uz 8737  df-rp 8852  df-iseq 9558  df-iexp 9609  df-cj 9914  df-re 9915  df-im 9916  df-rsqrt 10069  df-abs 10070
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator