ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  axpre-suploc Unicode version

Theorem axpre-suploc 8217
Description: An inhabited, bounded-above, located set of reals has a supremum.

Locatedness here means that given  x  <  y, either there is an element of the set greater than  x, or  y is an upper bound.

This construction-dependent theorem should not be referenced directly; instead, use ax-pre-suploc 8248. (Contributed by Jim Kingdon, 23-Jan-2024.) (New usage is discouraged.)

Assertion
Ref Expression
axpre-suploc  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\ 
E. x  x  e.  A )  /\  ( E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y 
<RR  x  /\  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  ( x  <RR  y  ->  ( E. z  e.  A  x  <RR  z  \/  A. z  e.  A  z  <RR  y ) ) ) )  ->  E. x  e.  RR  ( A. y  e.  A  -.  x  <RR  y  /\  A. y  e.  RR  (
y  <RR  x  ->  E. z  e.  A  y  <RR  z ) ) )
Distinct variable group:    x, A, y, z

Proof of Theorem axpre-suploc
Dummy variables  a  b  c  d  w are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simplr 529 . . 3  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\ 
E. x  x  e.  A )  /\  ( E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y 
<RR  x  /\  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  ( x  <RR  y  ->  ( E. z  e.  A  x  <RR  z  \/  A. z  e.  A  z  <RR  y ) ) ) )  ->  E. x  x  e.  A )
2 eleq1w 2293 . . . 4  |-  ( x  =  d  ->  (
x  e.  A  <->  d  e.  A ) )
32cbvexv 1968 . . 3  |-  ( E. x  x  e.  A  <->  E. d  d  e.  A
)
41, 3sylib 122 . 2  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\ 
E. x  x  e.  A )  /\  ( E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y 
<RR  x  /\  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  ( x  <RR  y  ->  ( E. z  e.  A  x  <RR  z  \/  A. z  e.  A  z  <RR  y ) ) ) )  ->  E. d  d  e.  A )
5 simplll 535 . . . 4  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  E. x  x  e.  A )  /\  ( E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y 
<RR  x  /\  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  ( x  <RR  y  ->  ( E. z  e.  A  x  <RR  z  \/  A. z  e.  A  z  <RR  y ) ) ) )  /\  d  e.  A )  ->  A  C_  RR )
6 simpr 110 . . . 4  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  E. x  x  e.  A )  /\  ( E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y 
<RR  x  /\  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  ( x  <RR  y  ->  ( E. z  e.  A  x  <RR  z  \/  A. z  e.  A  z  <RR  y ) ) ) )  /\  d  e.  A )  ->  d  e.  A )
7 simplrl 537 . . . . 5  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  E. x  x  e.  A )  /\  ( E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y 
<RR  x  /\  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  ( x  <RR  y  ->  ( E. z  e.  A  x  <RR  z  \/  A. z  e.  A  z  <RR  y ) ) ) )  /\  d  e.  A )  ->  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y 
<RR  x )
8 breq2 4113 . . . . . . . 8  |-  ( a  =  x  ->  (
b  <RR  a  <->  b  <RR  x ) )
98ralbidv 2542 . . . . . . 7  |-  ( a  =  x  ->  ( A. b  e.  A  b  <RR  a  <->  A. b  e.  A  b  <RR  x ) )
109cbvrexv 2779 . . . . . 6  |-  ( E. a  e.  RR  A. b  e.  A  b  <RR  a  <->  E. x  e.  RR  A. b  e.  A  b 
<RR  x )
11 breq1 4112 . . . . . . . 8  |-  ( b  =  y  ->  (
b  <RR  x  <->  y  <RR  x ) )
1211cbvralv 2778 . . . . . . 7  |-  ( A. b  e.  A  b  <RR  x  <->  A. y  e.  A  y  <RR  x )
1312rexbii 2549 . . . . . 6  |-  ( E. x  e.  RR  A. b  e.  A  b  <RR  x  <->  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y 
<RR  x )
1410, 13bitri 184 . . . . 5  |-  ( E. a  e.  RR  A. b  e.  A  b  <RR  a  <->  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y 
<RR  x )
157, 14sylibr 134 . . . 4  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  E. x  x  e.  A )  /\  ( E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y 
<RR  x  /\  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  ( x  <RR  y  ->  ( E. z  e.  A  x  <RR  z  \/  A. z  e.  A  z  <RR  y ) ) ) )  /\  d  e.  A )  ->  E. a  e.  RR  A. b  e.  A  b 
<RR  a )
16 simplrr 538 . . . . 5  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  E. x  x  e.  A )  /\  ( E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y 
<RR  x  /\  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  ( x  <RR  y  ->  ( E. z  e.  A  x  <RR  z  \/  A. z  e.  A  z  <RR  y ) ) ) )  /\  d  e.  A )  ->  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  (
x  <RR  y  ->  ( E. z  e.  A  x  <RR  z  \/  A. z  e.  A  z  <RR  y ) ) )
17 breq1 4112 . . . . . . . 8  |-  ( a  =  x  ->  (
a  <RR  b  <->  x  <RR  b ) )
18 breq1 4112 . . . . . . . . . 10  |-  ( a  =  x  ->  (
a  <RR  c  <->  x  <RR  c ) )
1918rexbidv 2543 . . . . . . . . 9  |-  ( a  =  x  ->  ( E. c  e.  A  a  <RR  c  <->  E. c  e.  A  x  <RR  c ) )
2019orbi1d 799 . . . . . . . 8  |-  ( a  =  x  ->  (
( E. c  e.  A  a  <RR  c  \/ 
A. c  e.  A  c  <RR  b )  <->  ( E. c  e.  A  x  <RR  c  \/  A. c  e.  A  c  <RR  b ) ) )
2117, 20imbi12d 234 . . . . . . 7  |-  ( a  =  x  ->  (
( a  <RR  b  -> 
( E. c  e.  A  a  <RR  c  \/ 
A. c  e.  A  c  <RR  b ) )  <-> 
( x  <RR  b  -> 
( E. c  e.  A  x  <RR  c  \/ 
A. c  e.  A  c  <RR  b ) ) ) )
22 breq2 4113 . . . . . . . 8  |-  ( b  =  y  ->  (
x  <RR  b  <->  x  <RR  y ) )
23 breq2 4113 . . . . . . . . . 10  |-  ( b  =  y  ->  (
c  <RR  b  <->  c  <RR  y ) )
2423ralbidv 2542 . . . . . . . . 9  |-  ( b  =  y  ->  ( A. c  e.  A  c  <RR  b  <->  A. c  e.  A  c  <RR  y ) )
2524orbi2d 798 . . . . . . . 8  |-  ( b  =  y  ->  (
( E. c  e.  A  x  <RR  c  \/ 
A. c  e.  A  c  <RR  b )  <->  ( E. c  e.  A  x  <RR  c  \/  A. c  e.  A  c  <RR  y ) ) )
2622, 25imbi12d 234 . . . . . . 7  |-  ( b  =  y  ->  (
( x  <RR  b  -> 
( E. c  e.  A  x  <RR  c  \/ 
A. c  e.  A  c  <RR  b ) )  <-> 
( x  <RR  y  -> 
( E. c  e.  A  x  <RR  c  \/ 
A. c  e.  A  c  <RR  y ) ) ) )
2721, 26cbvral2v 2791 . . . . . 6  |-  ( A. a  e.  RR  A. b  e.  RR  ( a  <RR  b  ->  ( E. c  e.  A  a  <RR  c  \/  A. c  e.  A  c  <RR  b ) )  <->  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  (
x  <RR  y  ->  ( E. c  e.  A  x  <RR  c  \/  A. c  e.  A  c  <RR  y ) ) )
28 breq2 4113 . . . . . . . . . 10  |-  ( c  =  z  ->  (
x  <RR  c  <->  x  <RR  z ) )
2928cbvrexv 2779 . . . . . . . . 9  |-  ( E. c  e.  A  x 
<RR  c  <->  E. z  e.  A  x  <RR  z )
30 breq1 4112 . . . . . . . . . 10  |-  ( c  =  z  ->  (
c  <RR  y  <->  z  <RR  y ) )
3130cbvralv 2778 . . . . . . . . 9  |-  ( A. c  e.  A  c  <RR  y  <->  A. z  e.  A  z  <RR  y )
3229, 31orbi12i 772 . . . . . . . 8  |-  ( ( E. c  e.  A  x  <RR  c  \/  A. c  e.  A  c  <RR  y )  <->  ( E. z  e.  A  x  <RR  z  \/  A. z  e.  A  z  <RR  y ) )
3332imbi2i 226 . . . . . . 7  |-  ( ( x  <RR  y  ->  ( E. c  e.  A  x  <RR  c  \/  A. c  e.  A  c  <RR  y ) )  <->  ( x  <RR  y  ->  ( E. z  e.  A  x  <RR  z  \/  A. z  e.  A  z  <RR  y ) ) )
34332ralbii 2550 . . . . . 6  |-  ( A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  ( x  <RR  y  ->  ( E. c  e.  A  x  <RR  c  \/  A. c  e.  A  c  <RR  y ) )  <->  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  (
x  <RR  y  ->  ( E. z  e.  A  x  <RR  z  \/  A. z  e.  A  z  <RR  y ) ) )
3527, 34bitri 184 . . . . 5  |-  ( A. a  e.  RR  A. b  e.  RR  ( a  <RR  b  ->  ( E. c  e.  A  a  <RR  c  \/  A. c  e.  A  c  <RR  b ) )  <->  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  (
x  <RR  y  ->  ( E. z  e.  A  x  <RR  z  \/  A. z  e.  A  z  <RR  y ) ) )
3616, 35sylibr 134 . . . 4  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  E. x  x  e.  A )  /\  ( E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y 
<RR  x  /\  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  ( x  <RR  y  ->  ( E. z  e.  A  x  <RR  z  \/  A. z  e.  A  z  <RR  y ) ) ) )  /\  d  e.  A )  ->  A. a  e.  RR  A. b  e.  RR  (
a  <RR  b  ->  ( E. c  e.  A  a  <RR  c  \/  A. c  e.  A  c  <RR  b ) ) )
37 eqid 2232 . . . 4  |-  { w  e.  R.  |  <. w ,  0R >.  e.  A }  =  { w  e.  R.  |  <. w ,  0R >.  e.  A }
385, 6, 15, 36, 37axpre-suploclemres 8216 . . 3  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  E. x  x  e.  A )  /\  ( E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y 
<RR  x  /\  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  ( x  <RR  y  ->  ( E. z  e.  A  x  <RR  z  \/  A. z  e.  A  z  <RR  y ) ) ) )  /\  d  e.  A )  ->  E. a  e.  RR  ( A. b  e.  A  -.  a  <RR  b  /\  A. b  e.  RR  (
b  <RR  a  ->  E. c  e.  A  b  <RR  c ) ) )
3917notbid 673 . . . . . . . 8  |-  ( a  =  x  ->  ( -.  a  <RR  b  <->  -.  x  <RR  b ) )
4039ralbidv 2542 . . . . . . 7  |-  ( a  =  x  ->  ( A. b  e.  A  -.  a  <RR  b  <->  A. b  e.  A  -.  x  <RR  b ) )
418imbi1d 231 . . . . . . . 8  |-  ( a  =  x  ->  (
( b  <RR  a  ->  E. c  e.  A  b  <RR  c )  <->  ( b  <RR  x  ->  E. c  e.  A  b  <RR  c ) ) )
4241ralbidv 2542 . . . . . . 7  |-  ( a  =  x  ->  ( A. b  e.  RR  ( b  <RR  a  ->  E. c  e.  A  b  <RR  c )  <->  A. b  e.  RR  ( b  <RR  x  ->  E. c  e.  A  b  <RR  c ) ) )
4340, 42anbi12d 473 . . . . . 6  |-  ( a  =  x  ->  (
( A. b  e.  A  -.  a  <RR  b  /\  A. b  e.  RR  ( b  <RR  a  ->  E. c  e.  A  b  <RR  c ) )  <-> 
( A. b  e.  A  -.  x  <RR  b  /\  A. b  e.  RR  ( b  <RR  x  ->  E. c  e.  A  b  <RR  c ) ) ) )
4443cbvrexv 2779 . . . . 5  |-  ( E. a  e.  RR  ( A. b  e.  A  -.  a  <RR  b  /\  A. b  e.  RR  (
b  <RR  a  ->  E. c  e.  A  b  <RR  c ) )  <->  E. x  e.  RR  ( A. b  e.  A  -.  x  <RR  b  /\  A. b  e.  RR  ( b  <RR  x  ->  E. c  e.  A  b  <RR  c ) ) )
4522notbid 673 . . . . . . . 8  |-  ( b  =  y  ->  ( -.  x  <RR  b  <->  -.  x  <RR  y ) )
4645cbvralv 2778 . . . . . . 7  |-  ( A. b  e.  A  -.  x  <RR  b  <->  A. y  e.  A  -.  x  <RR  y )
47 breq1 4112 . . . . . . . . . 10  |-  ( b  =  y  ->  (
b  <RR  c  <->  y  <RR  c ) )
4847rexbidv 2543 . . . . . . . . 9  |-  ( b  =  y  ->  ( E. c  e.  A  b  <RR  c  <->  E. c  e.  A  y  <RR  c ) )
4911, 48imbi12d 234 . . . . . . . 8  |-  ( b  =  y  ->  (
( b  <RR  x  ->  E. c  e.  A  b  <RR  c )  <->  ( y  <RR  x  ->  E. c  e.  A  y  <RR  c ) ) )
5049cbvralv 2778 . . . . . . 7  |-  ( A. b  e.  RR  (
b  <RR  x  ->  E. c  e.  A  b  <RR  c )  <->  A. y  e.  RR  ( y  <RR  x  ->  E. c  e.  A  y  <RR  c ) )
5146, 50anbi12i 460 . . . . . 6  |-  ( ( A. b  e.  A  -.  x  <RR  b  /\  A. b  e.  RR  (
b  <RR  x  ->  E. c  e.  A  b  <RR  c ) )  <->  ( A. y  e.  A  -.  x  <RR  y  /\  A. y  e.  RR  (
y  <RR  x  ->  E. c  e.  A  y  <RR  c ) ) )
5251rexbii 2549 . . . . 5  |-  ( E. x  e.  RR  ( A. b  e.  A  -.  x  <RR  b  /\  A. b  e.  RR  (
b  <RR  x  ->  E. c  e.  A  b  <RR  c ) )  <->  E. x  e.  RR  ( A. y  e.  A  -.  x  <RR  y  /\  A. y  e.  RR  ( y  <RR  x  ->  E. c  e.  A  y  <RR  c ) ) )
5344, 52bitri 184 . . . 4  |-  ( E. a  e.  RR  ( A. b  e.  A  -.  a  <RR  b  /\  A. b  e.  RR  (
b  <RR  a  ->  E. c  e.  A  b  <RR  c ) )  <->  E. x  e.  RR  ( A. y  e.  A  -.  x  <RR  y  /\  A. y  e.  RR  ( y  <RR  x  ->  E. c  e.  A  y  <RR  c ) ) )
54 breq2 4113 . . . . . . . . 9  |-  ( c  =  z  ->  (
y  <RR  c  <->  y  <RR  z ) )
5554cbvrexv 2779 . . . . . . . 8  |-  ( E. c  e.  A  y 
<RR  c  <->  E. z  e.  A  y  <RR  z )
5655imbi2i 226 . . . . . . 7  |-  ( ( y  <RR  x  ->  E. c  e.  A  y  <RR  c )  <->  ( y  <RR  x  ->  E. z  e.  A  y  <RR  z ) )
5756ralbii 2548 . . . . . 6  |-  ( A. y  e.  RR  (
y  <RR  x  ->  E. c  e.  A  y  <RR  c )  <->  A. y  e.  RR  ( y  <RR  x  ->  E. z  e.  A  y  <RR  z ) )
5857anbi2i 457 . . . . 5  |-  ( ( A. y  e.  A  -.  x  <RR  y  /\  A. y  e.  RR  (
y  <RR  x  ->  E. c  e.  A  y  <RR  c ) )  <->  ( A. y  e.  A  -.  x  <RR  y  /\  A. y  e.  RR  (
y  <RR  x  ->  E. z  e.  A  y  <RR  z ) ) )
5958rexbii 2549 . . . 4  |-  ( E. x  e.  RR  ( A. y  e.  A  -.  x  <RR  y  /\  A. y  e.  RR  (
y  <RR  x  ->  E. c  e.  A  y  <RR  c ) )  <->  E. x  e.  RR  ( A. y  e.  A  -.  x  <RR  y  /\  A. y  e.  RR  ( y  <RR  x  ->  E. z  e.  A  y  <RR  z ) ) )
6053, 59bitri 184 . . 3  |-  ( E. a  e.  RR  ( A. b  e.  A  -.  a  <RR  b  /\  A. b  e.  RR  (
b  <RR  a  ->  E. c  e.  A  b  <RR  c ) )  <->  E. x  e.  RR  ( A. y  e.  A  -.  x  <RR  y  /\  A. y  e.  RR  ( y  <RR  x  ->  E. z  e.  A  y  <RR  z ) ) )
6138, 60sylib 122 . 2  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  E. x  x  e.  A )  /\  ( E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y 
<RR  x  /\  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  ( x  <RR  y  ->  ( E. z  e.  A  x  <RR  z  \/  A. z  e.  A  z  <RR  y ) ) ) )  /\  d  e.  A )  ->  E. x  e.  RR  ( A. y  e.  A  -.  x  <RR  y  /\  A. y  e.  RR  (
y  <RR  x  ->  E. z  e.  A  y  <RR  z ) ) )
624, 61exlimddv 1948 1  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\ 
E. x  x  e.  A )  /\  ( E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y 
<RR  x  /\  A. x  e.  RR  A. y  e.  RR  ( x  <RR  y  ->  ( E. z  e.  A  x  <RR  z  \/  A. z  e.  A  z  <RR  y ) ) ) )  ->  E. x  e.  RR  ( A. y  e.  A  -.  x  <RR  y  /\  A. y  e.  RR  (
y  <RR  x  ->  E. z  e.  A  y  <RR  z ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 104    \/ wo 716   E.wex 1541    e. wcel 2203   A.wral 2520   E.wrex 2521   {crab 2524    C_ wss 3211   <.cop 3692   class class class wbr 4109   R.cnr 7612   0Rc0r 7613   RRcr 8126    <RR cltrr 8131
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2205  ax-14 2206  ax-ext 2214  ax-coll 4225  ax-sep 4228  ax-nul 4236  ax-pow 4287  ax-pr 4322  ax-un 4554  ax-setind 4659  ax-iinf 4710
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 843  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2083  df-mo 2084  df-clab 2219  df-cleq 2225  df-clel 2228  df-nfc 2373  df-ne 2413  df-ral 2525  df-rex 2526  df-reu 2527  df-rab 2529  df-v 2815  df-sbc 3043  df-csb 3139  df-dif 3213  df-un 3215  df-in 3217  df-ss 3224  df-nul 3509  df-pw 3671  df-sn 3695  df-pr 3696  df-op 3698  df-uni 3915  df-int 3950  df-iun 3993  df-br 4110  df-opab 4172  df-mpt 4173  df-tr 4209  df-eprel 4410  df-id 4414  df-po 4417  df-iso 4418  df-iord 4487  df-on 4489  df-suc 4492  df-iom 4713  df-xp 4755  df-rel 4756  df-cnv 4757  df-co 4758  df-dm 4759  df-rn 4760  df-res 4761  df-ima 4762  df-iota 5312  df-fun 5354  df-fn 5355  df-f 5356  df-f1 5357  df-fo 5358  df-f1o 5359  df-fv 5360  df-ov 6053  df-oprab 6054  df-mpo 6055  df-1st 6334  df-2nd 6335  df-recs 6536  df-irdg 6601  df-1o 6647  df-2o 6648  df-oadd 6651  df-omul 6652  df-er 6767  df-ec 6769  df-qs 6773  df-ni 7619  df-pli 7620  df-mi 7621  df-lti 7622  df-plpq 7659  df-mpq 7660  df-enq 7662  df-nqqs 7663  df-plqqs 7664  df-mqqs 7665  df-1nqqs 7666  df-rq 7667  df-ltnqqs 7668  df-enq0 7739  df-nq0 7740  df-0nq0 7741  df-plq0 7742  df-mq0 7743  df-inp 7781  df-i1p 7782  df-iplp 7783  df-imp 7784  df-iltp 7785  df-enr 8041  df-nr 8042  df-plr 8043  df-mr 8044  df-ltr 8045  df-0r 8046  df-1r 8047  df-m1r 8048  df-r 8137  df-lt 8140
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator