MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  supexpr Unicode version

Theorem supexpr 8694
Description: The union of a non-empty, bounded set of positive reals has a supremum. Part of Proposition 9-3.3 of [Gleason] p. 122. (Contributed by NM, 19-May-1996.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
supexpr  |-  ( ( A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  P.  A. y  e.  A  y  <P  x )  ->  E. x  e.  P.  ( A. y  e.  A  -.  x  <P  y  /\  A. y  e.  P.  ( y  <P  x  ->  E. z  e.  A  y  <P  z ) ) )
Distinct variable group:    x, y, z, A

Proof of Theorem supexpr
StepHypRef Expression
1 suplem1pr 8692 . 2  |-  ( ( A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  P.  A. y  e.  A  y  <P  x )  ->  U. A  e. 
P. )
2 ltrelpr 8638 . . . . . . . . 9  |-  <P  C_  ( P.  X.  P. )
32brel 4753 . . . . . . . 8  |-  ( y 
<P  x  ->  ( y  e.  P.  /\  x  e.  P. ) )
43simpld 445 . . . . . . 7  |-  ( y 
<P  x  ->  y  e. 
P. )
54ralimi 2631 . . . . . 6  |-  ( A. y  e.  A  y  <P  x  ->  A. y  e.  A  y  e.  P. )
6 dfss3 3183 . . . . . 6  |-  ( A 
C_  P.  <->  A. y  e.  A  y  e.  P. )
75, 6sylibr 203 . . . . 5  |-  ( A. y  e.  A  y  <P  x  ->  A  C_  P. )
87rexlimivw 2676 . . . 4  |-  ( E. x  e.  P.  A. y  e.  A  y  <P  x  ->  A  C_  P. )
98adantl 452 . . 3  |-  ( ( A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  P.  A. y  e.  A  y  <P  x )  ->  A  C_  P. )
10 suplem2pr 8693 . . . . . 6  |-  ( A 
C_  P.  ->  ( ( y  e.  A  ->  -.  U. A  <P  y
)  /\  ( y  <P  U. A  ->  E. z  e.  A  y  <P  z ) ) )
1110simpld 445 . . . . 5  |-  ( A 
C_  P.  ->  ( y  e.  A  ->  -.  U. A  <P  y )
)
1211ralrimiv 2638 . . . 4  |-  ( A 
C_  P.  ->  A. y  e.  A  -.  U. A  <P  y )
1310simprd 449 . . . . 5  |-  ( A 
C_  P.  ->  ( y 
<P  U. A  ->  E. z  e.  A  y  <P  z ) )
1413ralrimivw 2640 . . . 4  |-  ( A 
C_  P.  ->  A. y  e.  P.  ( y  <P  U. A  ->  E. z  e.  A  y  <P  z ) )
1512, 14jca 518 . . 3  |-  ( A 
C_  P.  ->  ( A. y  e.  A  -.  U. A  <P  y  /\  A. y  e.  P.  (
y  <P  U. A  ->  E. z  e.  A  y  <P  z ) ) )
169, 15syl 15 . 2  |-  ( ( A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  P.  A. y  e.  A  y  <P  x )  ->  ( A. y  e.  A  -.  U. A  <P  y  /\  A. y  e.  P.  (
y  <P  U. A  ->  E. z  e.  A  y  <P  z ) ) )
17 breq1 4042 . . . . . 6  |-  ( x  =  U. A  -> 
( x  <P  y  <->  U. A  <P  y )
)
1817notbid 285 . . . . 5  |-  ( x  =  U. A  -> 
( -.  x  <P  y  <->  -.  U. A  <P  y
) )
1918ralbidv 2576 . . . 4  |-  ( x  =  U. A  -> 
( A. y  e.  A  -.  x  <P  y  <->  A. y  e.  A  -.  U. A  <P  y
) )
20 breq2 4043 . . . . . 6  |-  ( x  =  U. A  -> 
( y  <P  x  <->  y 
<P  U. A ) )
2120imbi1d 308 . . . . 5  |-  ( x  =  U. A  -> 
( ( y  <P  x  ->  E. z  e.  A  y  <P  z )  <->  ( y  <P  U. A  ->  E. z  e.  A  y  <P  z ) ) )
2221ralbidv 2576 . . . 4  |-  ( x  =  U. A  -> 
( A. y  e. 
P.  ( y  <P  x  ->  E. z  e.  A  y  <P  z )  <->  A. y  e.  P.  ( y  <P  U. A  ->  E. z  e.  A  y  <P  z ) ) )
2319, 22anbi12d 691 . . 3  |-  ( x  =  U. A  -> 
( ( A. y  e.  A  -.  x  <P  y  /\  A. y  e.  P.  ( y  <P  x  ->  E. z  e.  A  y  <P  z ) )  <-> 
( A. y  e.  A  -.  U. A  <P  y  /\  A. y  e.  P.  ( y  <P  U. A  ->  E. z  e.  A  y  <P  z ) ) ) )
2423rspcev 2897 . 2  |-  ( ( U. A  e.  P.  /\  ( A. y  e.  A  -.  U. A  <P  y  /\  A. y  e.  P.  ( y  <P  U. A  ->  E. z  e.  A  y  <P  z ) ) )  ->  E. x  e.  P.  ( A. y  e.  A  -.  x  <P  y  /\  A. y  e.  P.  (
y  <P  x  ->  E. z  e.  A  y  <P  z ) ) )
251, 16, 24syl2anc 642 1  |-  ( ( A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  P.  A. y  e.  A  y  <P  x )  ->  E. x  e.  P.  ( A. y  e.  A  -.  x  <P  y  /\  A. y  e.  P.  ( y  <P  x  ->  E. z  e.  A  y  <P  z ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 358    = wceq 1632    e. wcel 1696    =/= wne 2459   A.wral 2556   E.wrex 2557    C_ wss 3165   (/)c0 3468   U.cuni 3843   class class class wbr 4039   P.cnp 8497    <P cltp 8501
This theorem is referenced by:  supsrlem  8749
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1536  ax-5 1547  ax-17 1606  ax-9 1644  ax-8 1661  ax-13 1698  ax-14 1700  ax-6 1715  ax-7 1720  ax-11 1727  ax-12 1878  ax-ext 2277  ax-sep 4157  ax-nul 4165  ax-pow 4204  ax-pr 4230  ax-un 4528  ax-inf2 7358
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1532  df-nf 1535  df-sb 1639  df-eu 2160  df-mo 2161  df-clab 2283  df-cleq 2289  df-clel 2292  df-nfc 2421  df-ne 2461  df-ral 2561  df-rex 2562  df-reu 2563  df-rmo 2564  df-rab 2565  df-v 2803  df-sbc 3005  df-csb 3095  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-pss 3181  df-nul 3469  df-if 3579  df-pw 3640  df-sn 3659  df-pr 3660  df-tp 3661  df-op 3662  df-uni 3844  df-iun 3923  df-br 4040  df-opab 4094  df-mpt 4095  df-tr 4130  df-eprel 4321  df-id 4325  df-po 4330  df-so 4331  df-fr 4368  df-we 4370  df-ord 4411  df-on 4412  df-lim 4413  df-suc 4414  df-om 4673  df-xp 4711  df-rel 4712  df-cnv 4713  df-co 4714  df-dm 4715  df-rn 4716  df-res 4717  df-ima 4718  df-iota 5235  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-ov 5877  df-oprab 5878  df-mpt2 5879  df-1st 6138  df-2nd 6139  df-recs 6404  df-rdg 6439  df-oadd 6499  df-omul 6500  df-er 6676  df-ni 8512  df-mi 8514  df-lti 8515  df-ltpq 8550  df-enq 8551  df-nq 8552  df-ltnq 8558  df-np 8621  df-ltp 8625
  Copyright terms: Public domain W3C validator