Theorem iccintsng 41806

Description: Intersection of two adiacent closed intervals is a singleton. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)

Assertion

Ref	Expression
iccintsng	⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ 𝐶)) → ((𝐴[,]𝐵) ∩ (𝐵[,]𝐶)) = {𝐵})

Proof of Theorem iccintsng

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpl1 1187	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶))) → 𝐴 ∈ ℝ*)
2		simpl2 1188	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶))) → 𝐵 ∈ ℝ*)
3		simprl 769	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶))) → 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))
4		iccleub 12795	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑥 ≤ 𝐵)
5	1, 2, 3, 4	syl3anc 1367	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶))) → 𝑥 ≤ 𝐵)
6		simpl3 1189	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶))) → 𝐶 ∈ ℝ*)
7		simprr 771	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶))) → 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶))
8		iccgelb 12796	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶)) → 𝐵 ≤ 𝑥)
9	2, 6, 7, 8	syl3anc 1367	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶))) → 𝐵 ≤ 𝑥)
10		eliccxr 12826	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) → 𝑥 ∈ ℝ*)
11	3, 10	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶))) → 𝑥 ∈ ℝ*)
12	11, 2	jca 514	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶))) → (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*))
13		xrletri3 12550	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝑥 = 𝐵 ↔ (𝑥 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ 𝑥)))
14	12, 13	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶))) → (𝑥 = 𝐵 ↔ (𝑥 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ 𝑥)))
15	5, 9, 14	mpbir2and 711	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶))) → 𝑥 = 𝐵)
16	15	ex 415	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → ((𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶)) → 𝑥 = 𝐵))
17	16	adantr 483	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ 𝐶)) → ((𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶)) → 𝑥 = 𝐵))
18		simpll1 1208	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ 𝐶)) ∧ 𝑥 = 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ*)
19		simpll2 1209	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ 𝐶)) ∧ 𝑥 = 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ*)
20		simplrl 775	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ 𝐶)) ∧ 𝑥 = 𝐵) → 𝐴 ≤ 𝐵)
21		simpr 487	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ 𝐶)) ∧ 𝑥 = 𝐵) → 𝑥 = 𝐵)
22		simpr 487	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ 𝑥 = 𝐵) → 𝑥 = 𝐵)
23		ubicc2 12856	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝐴[,]𝐵))
24	23	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ 𝑥 = 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝐴[,]𝐵))
25	22, 24	eqeltrd 2915	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ 𝑥 = 𝐵) → 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))
26	18, 19, 20, 21, 25	syl31anc 1369	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ 𝐶)) ∧ 𝑥 = 𝐵) → 𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵))
27		simpll3 1210	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ 𝐶)) ∧ 𝑥 = 𝐵) → 𝐶 ∈ ℝ*)
28		simplrr 776	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ 𝐶)) ∧ 𝑥 = 𝐵) → 𝐵 ≤ 𝐶)
29		simpr 487	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ≤ 𝐶) ∧ 𝑥 = 𝐵) → 𝑥 = 𝐵)
30		lbicc2 12855	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ≤ 𝐶) → 𝐵 ∈ (𝐵[,]𝐶))
31	30	adantr 483	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ≤ 𝐶) ∧ 𝑥 = 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝐵[,]𝐶))
32	29, 31	eqeltrd 2915	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ≤ 𝐶) ∧ 𝑥 = 𝐵) → 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶))
33	19, 27, 28, 21, 32	syl31anc 1369	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ 𝐶)) ∧ 𝑥 = 𝐵) → 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶))
34	26, 33	jca 514	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ 𝐶)) ∧ 𝑥 = 𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶)))
35	34	ex 415	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ 𝐶)) → (𝑥 = 𝐵 → (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶))))
36	17, 35	impbid 214	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ 𝐶)) → ((𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶)) ↔ 𝑥 = 𝐵))
37		elin 4171	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ ((𝐴[,]𝐵) ∩ (𝐵[,]𝐶)) ↔ (𝑥 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐵[,]𝐶)))
38		velsn 4585	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ {𝐵} ↔ 𝑥 = 𝐵)
39	36, 37, 38	3bitr4g 316	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ 𝐶)) → (𝑥 ∈ ((𝐴[,]𝐵) ∩ (𝐵[,]𝐶)) ↔ 𝑥 ∈ {𝐵}))
40	39	eqrdv 2821	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐵 ∧ 𝐵 ≤ 𝐶)) → ((𝐴[,]𝐵) ∩ (𝐵[,]𝐶)) = {𝐵})

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398   ∧ w3a 1083   = wceq 1537   ∈ wcel 2114   ∩ cin 3937  {csn 4569   class class class wbr 5068  (class class class)co 7158  ℝ^*cxr 10676   ≤ cle 10678  [,]cicc 12744

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2795  ax-sep 5205  ax-nul 5212  ax-pow 5268  ax-pr 5332  ax-un 7463  ax-cnex 10595  ax-resscn 10596  ax-pre-lttri 10613  ax-pre-lttrn 10614

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2802  df-cleq 2816  df-clel 2895  df-nfc 2965  df-ne 3019  df-nel 3126  df-ral 3145  df-rex 3146  df-rab 3149  df-v 3498  df-sbc 3775  df-csb 3886  df-dif 3941  df-un 3943  df-in 3945  df-ss 3954  df-nul 4294  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4570  df-pr 4572  df-op 4576  df-uni 4841  df-iun 4923  df-br 5069  df-opab 5131  df-mpt 5149  df-id 5462  df-po 5476  df-so 5477  df-xp 5563  df-rel 5564  df-cnv 5565  df-co 5566  df-dm 5567  df-rn 5568  df-res 5569  df-ima 5570  df-iota 6316  df-fun 6359  df-fn 6360  df-f 6361  df-f1 6362  df-fo 6363  df-f1o 6364  df-fv 6365  df-ov 7161  df-oprab 7162  df-mpo 7163  df-1st 7691  df-2nd 7692  df-er 8291  df-en 8512  df-dom 8513  df-sdom 8514  df-pnf 10679  df-mnf 10680  df-xr 10681  df-ltxr 10682  df-le 10683  df-icc 12748

This theorem is referenced by:  iblspltprt  42265