Theorem xrnegiso 11034

Description: Negation is an order anti-isomorphism of the extended reals, which is its own inverse. (Contributed by Jim Kingdon, 2-May-2023.)

Hypothesis

Ref	Expression
xrnegiso.1	⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ* ↦ -𝑒𝑥)

Assertion

Ref	Expression
xrnegiso	⊢ (𝐹 Isom < , ◡ < (ℝ*, ℝ*) ∧ ◡𝐹 = 𝐹)

Proof of Theorem xrnegiso

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		xrnegiso.1	. . . . . 6 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ* ↦ -𝑒𝑥)
2		simpr 109	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ*) → 𝑥 ∈ ℝ*)
3	2	xnegcld 9641	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ*) → -𝑒𝑥 ∈ ℝ*)
4		simpr 109	. . . . . . 7 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → 𝑦 ∈ ℝ*)
5	4	xnegcld 9641	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → -𝑒𝑦 ∈ ℝ*)
6		xnegneg 9619	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ* → -𝑒-𝑒𝑥 = 𝑥)
7	6	eqeq2d 2151	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ* → (-𝑒𝑦 = -𝑒-𝑒𝑥 ↔ -𝑒𝑦 = 𝑥))
8	7	adantr 274	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → (-𝑒𝑦 = -𝑒-𝑒𝑥 ↔ -𝑒𝑦 = 𝑥))
9		eqcom 2141	. . . . . . . . 9 ⊢ (-𝑒𝑦 = 𝑥 ↔ 𝑥 = -𝑒𝑦)
10	8, 9	syl6bb 195	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → (-𝑒𝑦 = -𝑒-𝑒𝑥 ↔ 𝑥 = -𝑒𝑦))
11		simpr 109	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → 𝑦 ∈ ℝ*)
12		xnegcl 9618	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ* → -𝑒𝑥 ∈ ℝ*)
13	12	adantr 274	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → -𝑒𝑥 ∈ ℝ*)
14		xneg11 9620	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑦 ∈ ℝ* ∧ -𝑒𝑥 ∈ ℝ*) → (-𝑒𝑦 = -𝑒-𝑒𝑥 ↔ 𝑦 = -𝑒𝑥))
15	11, 13, 14	syl2anc 408	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → (-𝑒𝑦 = -𝑒-𝑒𝑥 ↔ 𝑦 = -𝑒𝑥))
16	10, 15	bitr3d 189	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → (𝑥 = -𝑒𝑦 ↔ 𝑦 = -𝑒𝑥))
17	16	adantl 275	. . . . . 6 ⊢ ((⊤ ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ ℝ*)) → (𝑥 = -𝑒𝑦 ↔ 𝑦 = -𝑒𝑥))
18	1, 3, 5, 17	f1ocnv2d 5974	. . . . 5 ⊢ (⊤ → (𝐹:ℝ*–1-1-onto→ℝ* ∧ ◡𝐹 = (𝑦 ∈ ℝ* ↦ -𝑒𝑦)))
19	18	mptru 1340	. . . 4 ⊢ (𝐹:ℝ*–1-1-onto→ℝ* ∧ ◡𝐹 = (𝑦 ∈ ℝ* ↦ -𝑒𝑦))
20	19	simpli 110	. . 3 ⊢ 𝐹:ℝ*–1-1-onto→ℝ*
21		simpl 108	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → 𝑧 ∈ ℝ*)
22	21	xnegcld 9641	. . . . . 6 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → -𝑒𝑧 ∈ ℝ*)
23		simpr 109	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → 𝑦 ∈ ℝ*)
24	23	xnegcld 9641	. . . . . 6 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → -𝑒𝑦 ∈ ℝ*)
25		brcnvg 4720	. . . . . 6 ⊢ ((-𝑒𝑧 ∈ ℝ* ∧ -𝑒𝑦 ∈ ℝ*) → (-𝑒𝑧◡ < -𝑒𝑦 ↔ -𝑒𝑦 < -𝑒𝑧))
26	22, 24, 25	syl2anc 408	. . . . 5 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → (-𝑒𝑧◡ < -𝑒𝑦 ↔ -𝑒𝑦 < -𝑒𝑧))
27		xnegeq 9613	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → -𝑒𝑥 = -𝑒𝑧)
28	1, 27, 21, 22	fvmptd3 5514	. . . . . 6 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → (𝐹‘𝑧) = -𝑒𝑧)
29		xnegeq 9613	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → -𝑒𝑥 = -𝑒𝑦)
30	1, 29, 23, 24	fvmptd3 5514	. . . . . 6 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → (𝐹‘𝑦) = -𝑒𝑦)
31	28, 30	breq12d 3942	. . . . 5 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → ((𝐹‘𝑧)◡ < (𝐹‘𝑦) ↔ -𝑒𝑧◡ < -𝑒𝑦))
32		xltneg 9622	. . . . 5 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → (𝑧 < 𝑦 ↔ -𝑒𝑦 < -𝑒𝑧))
33	26, 31, 32	3bitr4rd 220	. . . 4 ⊢ ((𝑧 ∈ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ ℝ*) → (𝑧 < 𝑦 ↔ (𝐹‘𝑧)◡ < (𝐹‘𝑦)))
34	33	rgen2a 2486	. . 3 ⊢ ∀𝑧 ∈ ℝ* ∀𝑦 ∈ ℝ* (𝑧 < 𝑦 ↔ (𝐹‘𝑧)◡ < (𝐹‘𝑦))
35		df-isom 5132	. . 3 ⊢ (𝐹 Isom < , ◡ < (ℝ*, ℝ*) ↔ (𝐹:ℝ*–1-1-onto→ℝ* ∧ ∀𝑧 ∈ ℝ* ∀𝑦 ∈ ℝ* (𝑧 < 𝑦 ↔ (𝐹‘𝑧)◡ < (𝐹‘𝑦))))
36	20, 34, 35	mpbir2an 926	. 2 ⊢ 𝐹 Isom < , ◡ < (ℝ*, ℝ*)
37		xnegeq 9613	. . . 4 ⊢ (𝑦 = 𝑥 → -𝑒𝑦 = -𝑒𝑥)
38	37	cbvmptv 4024	. . 3 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ* ↦ -𝑒𝑦) = (𝑥 ∈ ℝ* ↦ -𝑒𝑥)
39	19	simpri 112	. . 3 ⊢ ◡𝐹 = (𝑦 ∈ ℝ* ↦ -𝑒𝑦)
40	38, 39, 1	3eqtr4i 2170	. 2 ⊢ ◡𝐹 = 𝐹
41	36, 40	pm3.2i 270	1 ⊢ (𝐹 Isom < , ◡ < (ℝ*, ℝ*) ∧ ◡𝐹 = 𝐹)

Syntax hints:   ∧ wa 103   ↔ wb 104   = wceq 1331  ⊤wtru 1332   ∈ wcel 1480  ∀wral 2416   class class class wbr 3929   ↦ cmpt 3989  ^◡ccnv 4538  –1-1-onto→wf1o 5122  ‘cfv 5123   Isom wiso 5124  ℝ^*cxr 7802   < clt 7803  -_𝑒cxne 9559

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-13 1491  ax-14 1492  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2121  ax-sep 4046  ax-pow 4098  ax-pr 4131  ax-un 4355  ax-setind 4452  ax-cnex 7714  ax-resscn 7715  ax-1cn 7716  ax-1re 7717  ax-icn 7718  ax-addcl 7719  ax-addrcl 7720  ax-mulcl 7721  ax-addcom 7723  ax-addass 7725  ax-distr 7727  ax-i2m1 7728  ax-0id 7731  ax-rnegex 7732  ax-cnre 7734  ax-pre-ltadd 7739

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3or 963  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-ne 2309  df-nel 2404  df-ral 2421  df-rex 2422  df-reu 2423  df-rab 2425  df-v 2688  df-sbc 2910  df-csb 3004  df-dif 3073  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-if 3475  df-pw 3512  df-sn 3533  df-pr 3534  df-op 3536  df-uni 3737  df-br 3930  df-opab 3990  df-mpt 3991  df-id 4215  df-xp 4545  df-rel 4546  df-cnv 4547  df-co 4548  df-dm 4549  df-rn 4550  df-iota 5088  df-fun 5125  df-fn 5126  df-f 5127  df-f1 5128  df-fo 5129  df-f1o 5130  df-fv 5131  df-isom 5132  df-riota 5730  df-ov 5777  df-oprab 5778  df-mpo 5779  df-pnf 7805  df-mnf 7806  df-xr 7807  df-ltxr 7808  df-sub 7938  df-neg 7939  df-xneg 9562

This theorem is referenced by:  infxrnegsupex  11035