Theorem suplub2ti 6888

Description: Bidirectional form of suplubti 6887. (Contributed by Jim Kingdon, 17-Jan-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
supmoti.ti	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴)) → (𝑢 = 𝑣 ↔ (¬ 𝑢𝑅𝑣 ∧ ¬ 𝑣𝑅𝑢)))
supclti.2	⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (∀𝑦 ∈ 𝐵 ¬ 𝑥𝑅𝑦 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐴 (𝑦𝑅𝑥 → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑦𝑅𝑧)))
suplub2ti.or	⊢ (𝜑 → 𝑅 Or 𝐴)
suplub2ti.3	⊢ (𝜑 → 𝐵 ⊆ 𝐴)

Assertion

Ref	Expression
suplub2ti	⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → (𝐶𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝐶𝑅𝑧))

Distinct variable groups:   𝑢,𝐴,𝑣,𝑥   𝑦,𝐴,𝑥,𝑧   𝑥,𝐵,𝑦,𝑧   𝑢,𝑅,𝑣,𝑥   𝑦,𝑅,𝑧   𝜑,𝑢,𝑣,𝑥   𝑧,𝐶

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑦,𝑧)   𝐵(𝑣,𝑢)   𝐶(𝑥,𝑦,𝑣,𝑢)

Proof of Theorem suplub2ti

Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		supmoti.ti	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴)) → (𝑢 = 𝑣 ↔ (¬ 𝑢𝑅𝑣 ∧ ¬ 𝑣𝑅𝑢)))
2		supclti.2	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (∀𝑦 ∈ 𝐵 ¬ 𝑥𝑅𝑦 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐴 (𝑦𝑅𝑥 → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑦𝑅𝑧)))
3	1, 2	suplubti 6887	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)) → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝐶𝑅𝑧))
4	3	expdimp 257	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → (𝐶𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝐶𝑅𝑧))
5		breq2 3933	. . . 4 ⊢ (𝑧 = 𝑤 → (𝐶𝑅𝑧 ↔ 𝐶𝑅𝑤))
6	5	cbvrexv 2655	. . 3 ⊢ (∃𝑧 ∈ 𝐵 𝐶𝑅𝑧 ↔ ∃𝑤 ∈ 𝐵 𝐶𝑅𝑤)
7		simplll 522	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) ∧ 𝑤 ∈ 𝐵) ∧ 𝐶𝑅𝑤) → 𝜑)
8		simplr 519	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) ∧ 𝑤 ∈ 𝐵) ∧ 𝐶𝑅𝑤) → 𝑤 ∈ 𝐵)
9	1, 2	supubti 6886	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑤 ∈ 𝐵 → ¬ sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)𝑅𝑤))
10	7, 8, 9	sylc 62	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) ∧ 𝑤 ∈ 𝐵) ∧ 𝐶𝑅𝑤) → ¬ sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)𝑅𝑤)
11		simpr 109	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) ∧ 𝑤 ∈ 𝐵) ∧ 𝐶𝑅𝑤) → 𝐶𝑅𝑤)
12		suplub2ti.or	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑅 Or 𝐴)
13	12	ad3antrrr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) ∧ 𝑤 ∈ 𝐵) ∧ 𝐶𝑅𝑤) → 𝑅 Or 𝐴)
14		simpllr 523	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) ∧ 𝑤 ∈ 𝐵) ∧ 𝐶𝑅𝑤) → 𝐶 ∈ 𝐴)
15		suplub2ti.3	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ⊆ 𝐴)
16	15	ad3antrrr 483	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) ∧ 𝑤 ∈ 𝐵) ∧ 𝐶𝑅𝑤) → 𝐵 ⊆ 𝐴)
17	16, 8	sseldd 3098	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) ∧ 𝑤 ∈ 𝐵) ∧ 𝐶𝑅𝑤) → 𝑤 ∈ 𝐴)
18	1, 2	supclti 6885	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) ∈ 𝐴)
19	18	ad3antrrr 483	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) ∧ 𝑤 ∈ 𝐵) ∧ 𝐶𝑅𝑤) → sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) ∈ 𝐴)
20		sowlin 4242	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝑤 ∈ 𝐴 ∧ sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) ∈ 𝐴)) → (𝐶𝑅𝑤 → (𝐶𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) ∨ sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)𝑅𝑤)))
21	13, 14, 17, 19, 20	syl13anc 1218	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) ∧ 𝑤 ∈ 𝐵) ∧ 𝐶𝑅𝑤) → (𝐶𝑅𝑤 → (𝐶𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) ∨ sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)𝑅𝑤)))
22	11, 21	mpd 13	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) ∧ 𝑤 ∈ 𝐵) ∧ 𝐶𝑅𝑤) → (𝐶𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) ∨ sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)𝑅𝑤))
23	10, 22	ecased 1327	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) ∧ 𝑤 ∈ 𝐵) ∧ 𝐶𝑅𝑤) → 𝐶𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅))
24	23	ex 114	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) ∧ 𝑤 ∈ 𝐵) → (𝐶𝑅𝑤 → 𝐶𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)))
25	24	rexlimdva 2549	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → (∃𝑤 ∈ 𝐵 𝐶𝑅𝑤 → 𝐶𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)))
26	6, 25	syl5bi 151	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → (∃𝑧 ∈ 𝐵 𝐶𝑅𝑧 → 𝐶𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)))
27	4, 26	impbid 128	1 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → (𝐶𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝐶𝑅𝑧))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∨ wo 697   ∈ wcel 1480  ∀wral 2416  ∃wrex 2417   ⊆ wss 3071   class class class wbr 3929   Or wor 4217  supcsup 6869

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 603  ax-in2 604  ax-io 698  ax-5 1423  ax-7 1424  ax-gen 1425  ax-ie1 1469  ax-ie2 1470  ax-8 1482  ax-10 1483  ax-11 1484  ax-i12 1485  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2121

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 964  df-tru 1334  df-fal 1337  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2002  df-mo 2003  df-clab 2126  df-cleq 2132  df-clel 2135  df-nfc 2270  df-ral 2421  df-rex 2422  df-reu 2423  df-rmo 2424  df-rab 2425  df-v 2688  df-sbc 2910  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-sn 3533  df-pr 3534  df-op 3536  df-uni 3737  df-br 3930  df-iso 4219  df-iota 5088  df-riota 5730  df-sup 6871

This theorem is referenced by:  suprlubex  8710