Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  elicoelioo Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem elicoelioo 29376
Description: Relate elementhood to a closed-below, open-above interval with elementhood to the same open interval or to its lower bound. (Contributed by Thierry Arnoux, 6-Jul-2017.)
Assertion
Ref Expression
elicoelioo ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ↔ (𝐶 = 𝐴𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵))))

Proof of Theorem elicoelioo
StepHypRef Expression
1 simpl1 1062 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵))) → 𝐴 ∈ ℝ*)
2 simpl2 1063 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵))) → 𝐵 ∈ ℝ*)
3 simprl 793 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵))) → 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))
4 elico1 12157 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ↔ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶 < 𝐵)))
54biimpa 501 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶 < 𝐵))
65simp1d 1071 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → 𝐶 ∈ ℝ*)
71, 2, 3, 6syl21anc 1322 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵))) → 𝐶 ∈ ℝ*)
85simp2d 1072 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → 𝐴𝐶)
91, 2, 3, 8syl21anc 1322 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵))) → 𝐴𝐶)
101, 2jca 554 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵))) → (𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*))
11 simprr 795 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵))) → ¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵))
125simp3d 1073 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → 𝐶 < 𝐵)
1310, 3, 12syl2anc 692 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵))) → 𝐶 < 𝐵)
14 elioo1 12154 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → (𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐶𝐶 < 𝐵)))
1514notbid 308 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → (¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ ¬ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐶𝐶 < 𝐵)))
1615biimpa 501 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ¬ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐶𝐶 < 𝐵))
17 3anan32 1048 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐶 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐶𝐶 < 𝐵) ↔ ((𝐶 ∈ ℝ*𝐶 < 𝐵) ∧ 𝐴 < 𝐶))
1817notbii 310 . . . . . . . . . . 11 (¬ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐶𝐶 < 𝐵) ↔ ¬ ((𝐶 ∈ ℝ*𝐶 < 𝐵) ∧ 𝐴 < 𝐶))
19 imnan 438 . . . . . . . . . . 11 (((𝐶 ∈ ℝ*𝐶 < 𝐵) → ¬ 𝐴 < 𝐶) ↔ ¬ ((𝐶 ∈ ℝ*𝐶 < 𝐵) ∧ 𝐴 < 𝐶))
2018, 19bitr4i 267 . . . . . . . . . 10 (¬ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐶𝐶 < 𝐵) ↔ ((𝐶 ∈ ℝ*𝐶 < 𝐵) → ¬ 𝐴 < 𝐶))
2116, 20sylib 208 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ((𝐶 ∈ ℝ*𝐶 < 𝐵) → ¬ 𝐴 < 𝐶))
2221imp 445 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵)) ∧ (𝐶 ∈ ℝ*𝐶 < 𝐵)) → ¬ 𝐴 < 𝐶)
2310, 11, 7, 13, 22syl22anc 1324 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵))) → ¬ 𝐴 < 𝐶)
24 xeqlelt 29374 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐶 ∈ ℝ*) → (𝐴 = 𝐶 ↔ (𝐴𝐶 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐶)))
2524biimpar 502 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴𝐶 ∧ ¬ 𝐴 < 𝐶)) → 𝐴 = 𝐶)
261, 7, 9, 23, 25syl22anc 1324 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵))) → 𝐴 = 𝐶)
2726ex 450 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) → ((𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐴 = 𝐶))
28 eqcom 2633 . . . . 5 (𝐴 = 𝐶𝐶 = 𝐴)
2927, 28syl6ib 241 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) → ((𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐶 = 𝐴))
30 pm5.6 950 . . . 4 (((𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐶 = 𝐴) ↔ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐴)))
3129, 30sylib 208 . . 3 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐴)))
32 orcom 402 . . 3 ((𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐴) ↔ (𝐶 = 𝐴𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵)))
3331, 32syl6ib 241 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) → (𝐶 = 𝐴𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵))))
34 simpr 477 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐴) → 𝐶 = 𝐴)
35 simpl1 1062 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐴) → 𝐴 ∈ ℝ*)
3634, 35eqeltrd 2704 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐴) → 𝐶 ∈ ℝ*)
37 xrleid 11927 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ℝ*𝐴𝐴)
3835, 37syl 17 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐴) → 𝐴𝐴)
3938, 34breqtrrd 4646 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐴) → 𝐴𝐶)
40 simpl3 1064 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐴) → 𝐴 < 𝐵)
4134, 40eqbrtrd 4640 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐴) → 𝐶 < 𝐵)
42 simpl2 1063 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ*)
4335, 42, 4syl2anc 692 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐴) → (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ↔ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶 < 𝐵)))
4436, 39, 41, 43mpbir3and 1243 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐴) → 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))
45 ioossico 12201 . . . . 5 (𝐴(,)𝐵) ⊆ (𝐴[,)𝐵)
46 simpr 477 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵))
4745, 46sseldi 3586 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))
4844, 47jaodan 825 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) ∧ (𝐶 = 𝐴𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵))) → 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))
4948ex 450 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) → ((𝐶 = 𝐴𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)))
5033, 49impbid 202 1 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴 < 𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ↔ (𝐶 = 𝐴𝐶 ∈ (𝐴(,)𝐵))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wo 383  wa 384  w3a 1036   = wceq 1480  wcel 1992   class class class wbr 4618  (class class class)co 6605  *cxr 10018   < clt 10019  cle 10020  (,)cioo 12114  [,)cico 12116
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1841  ax-6 1890  ax-7 1937  ax-8 1994  ax-9 2001  ax-10 2021  ax-11 2036  ax-12 2049  ax-13 2250  ax-ext 2606  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6903  ax-cnex 9937  ax-resscn 9938  ax-pre-lttri 9955  ax-pre-lttrn 9956
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1883  df-eu 2478  df-mo 2479  df-clab 2613  df-cleq 2619  df-clel 2622  df-nfc 2756  df-ne 2797  df-nel 2900  df-ral 2917  df-rex 2918  df-rab 2921  df-v 3193  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-op 4160  df-uni 4408  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-iota 5813  df-fun 5852  df-fn 5853  df-f 5854  df-f1 5855  df-fo 5856  df-f1o 5857  df-fv 5858  df-ov 6608  df-oprab 6609  df-mpt2 6610  df-er 7688  df-en 7901  df-dom 7902  df-sdom 7903  df-pnf 10021  df-mnf 10022  df-xr 10023  df-ltxr 10024  df-le 10025  df-ioo 12118  df-ico 12120
This theorem is referenced by:  xrge0mulc1cn  29761
  Copyright terms: Public domain W3C validator