Theorem axsuploc 8362

Description: An inhabited, bounded-above, located set of reals has a supremum. Axiom for real and complex numbers, derived from ZF set theory. (This restates ax-pre-suploc 8264 with ordering on the extended reals.) (Contributed by Jim Kingdon, 30-Jan-2024.)

Assertion

Ref	Expression
axsuploc	|- ( ( ( A C_ RR /\ E. x x e. A ) /\ ( E. x e. RR A. y e. A y < x /\ A. x e. RR A. y e. RR ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) ) ) ) -> E. x e. RR ( A. y e. A -. x < y /\ A. y e. RR ( y < x -> E. z e. A y < z ) ) )

Distinct variable group:   x, y, z, A

Proof of Theorem axsuploc

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ssel2 3237	. . . . . . . . . 10 |- ( ( A C_ RR /\ y e. A ) -> y e. RR )
2		ltxrlt 8355	. . . . . . . . . 10 |- ( ( y e. RR /\ x e. RR ) -> ( y < x <-> y <RR x ) )
3	1, 2	sylan 283	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( A C_ RR /\ y e. A ) /\ x e. RR ) -> ( y < x <-> y <RR x ) )
4	3	an32s 570	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. A ) -> ( y < x <-> y <RR x ) )
5	4	ralbidva 2540	. . . . . . 7 |- ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) -> ( A. y e. A y < x <-> A. y e. A y <RR x ) )
6	5	rexbidva 2541	. . . . . 6 |- ( A C_ RR -> ( E. x e. RR A. y e. A y < x <-> E. x e. RR A. y e. A y <RR x ) )
7		simplr 529	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) -> x e. RR )
8		simpr 110	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) -> y e. RR )
9		ltxrlt 8355	. . . . . . . . . 10 |- ( ( x e. RR /\ y e. RR ) -> ( x < y <-> x <RR y ) )
10	7, 8, 9	syl2anc 411	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) -> ( x < y <-> x <RR y ) )
11		simpllr 536	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) /\ z e. A ) -> x e. RR )
12		ssel2 3237	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( A C_ RR /\ z e. A ) -> z e. RR )
13	12	adantlr 477	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ z e. A ) -> z e. RR )
14	13	adantlr 477	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) /\ z e. A ) -> z e. RR )
15		ltxrlt 8355	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( x e. RR /\ z e. RR ) -> ( x < z <-> x <RR z ) )
16	11, 14, 15	syl2anc 411	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) /\ z e. A ) -> ( x < z <-> x <RR z ) )
17	16	rexbidva 2541	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) -> ( E. z e. A x < z <-> E. z e. A x <RR z ) )
18		simplr 529	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) /\ z e. A ) -> y e. RR )
19		ltxrlt 8355	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( z e. RR /\ y e. RR ) -> ( z < y <-> z <RR y ) )
20	14, 18, 19	syl2anc 411	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) /\ z e. A ) -> ( z < y <-> z <RR y ) )
21	20	ralbidva 2540	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) -> ( A. z e. A z < y <-> A. z e. A z <RR y ) )
22	17, 21	orbi12d 801	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) -> ( ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) <-> ( E. z e. A x <RR z \/ A. z e. A z <RR y ) ) )
23	10, 22	imbi12d 234	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) -> ( ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) ) <-> ( x <RR y -> ( E. z e. A x <RR z \/ A. z e. A z <RR y ) ) ) )
24	23	ralbidva 2540	. . . . . . 7 |- ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) -> ( A. y e. RR ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) ) <-> A. y e. RR ( x <RR y -> ( E. z e. A x <RR z \/ A. z e. A z <RR y ) ) ) )
25	24	ralbidva 2540	. . . . . 6 |- ( A C_ RR -> ( A. x e. RR A. y e. RR ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < 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 ) ) ) )
26	6, 25	anbi12d 473	. . . . 5 |- ( A C_ RR -> ( ( E. x e. RR A. y e. A y < x /\ A. x e. RR A. y e. RR ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) ) ) <-> ( 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 ) ) ) ) )
27	26	adantr 276	. . . 4 |- ( ( A C_ RR /\ E. x x e. A ) -> ( ( E. x e. RR A. y e. A y < x /\ A. x e. RR A. y e. RR ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) ) ) <-> ( 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 ) ) ) ) )
28	27	pm5.32i 454	. . 3 |- ( ( ( A C_ RR /\ E. x x e. A ) /\ ( E. x e. RR A. y e. A y < x /\ A. x e. RR A. y e. RR ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) ) ) ) <-> ( ( 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 ) ) ) ) )
29		ax-pre-suploc 8264	. . 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 e. RR ( A. y e. A -. x <RR y /\ A. y e. RR ( y <RR x -> E. z e. A y <RR z ) ) )
30	28, 29	sylbi 121	. 2 |- ( ( ( A C_ RR /\ E. x x e. A ) /\ ( E. x e. RR A. y e. A y < x /\ A. x e. RR A. y e. RR ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < 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 ) ) )
31		simplr 529	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. A ) -> x e. RR )
32	1	adantlr 477	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. A ) -> y e. RR )
33	31, 32, 9	syl2anc 411	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. A ) -> ( x < y <-> x <RR y ) )
34	33	bicomd 141	. . . . . . 7 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. A ) -> ( x <RR y <-> x < y ) )
35	34	notbid 673	. . . . . 6 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. A ) -> ( -. x <RR y <-> -. x < y ) )
36	35	ralbidva 2540	. . . . 5 |- ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) -> ( A. y e. A -. x <RR y <-> A. y e. A -. x < y ) )
37	8, 7, 2	syl2anc 411	. . . . . . . 8 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) -> ( y < x <-> y <RR x ) )
38	37	bicomd 141	. . . . . . 7 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) -> ( y <RR x <-> y < x ) )
39		ltxrlt 8355	. . . . . . . . . 10 |- ( ( y e. RR /\ z e. RR ) -> ( y < z <-> y <RR z ) )
40	18, 14, 39	syl2anc 411	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) /\ z e. A ) -> ( y < z <-> y <RR z ) )
41	40	bicomd 141	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) /\ z e. A ) -> ( y <RR z <-> y < z ) )
42	41	rexbidva 2541	. . . . . . 7 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) -> ( E. z e. A y <RR z <-> E. z e. A y < z ) )
43	38, 42	imbi12d 234	. . . . . 6 |- ( ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) /\ y e. RR ) -> ( ( y <RR x -> E. z e. A y <RR z ) <-> ( y < x -> E. z e. A y < z ) ) )
44	43	ralbidva 2540	. . . . 5 |- ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) -> ( A. y e. RR ( y <RR x -> E. z e. A y <RR z ) <-> A. y e. RR ( y < x -> E. z e. A y < z ) ) )
45	36, 44	anbi12d 473	. . . 4 |- ( ( A C_ RR /\ x e. RR ) -> ( ( A. y e. A -. x <RR y /\ A. y e. RR ( y <RR x -> E. z e. A y <RR z ) ) <-> ( A. y e. A -. x < y /\ A. y e. RR ( y < x -> E. z e. A y < z ) ) ) )
46	45	rexbidva 2541	. . 3 |- ( A C_ RR -> ( 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 ) ) <-> E. x e. RR ( A. y e. A -. x < y /\ A. y e. RR ( y < x -> E. z e. A y < z ) ) ) )
47	46	ad2antrr 488	. 2 |- ( ( ( A C_ RR /\ E. x x e. A ) /\ ( E. x e. RR A. y e. A y < x /\ A. x e. RR A. y e. RR ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < 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 ) ) <-> E. x e. RR ( A. y e. A -. x < y /\ A. y e. RR ( y < x -> E. z e. A y < z ) ) ) )
48	30, 47	mpbid 147	1 |- ( ( ( A C_ RR /\ E. x x e. A ) /\ ( E. x e. RR A. y e. A y < x /\ A. x e. RR A. y e. RR ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) ) ) ) -> E. x e. RR ( A. y e. A -. x < y /\ A. y e. RR ( y < x -> E. z e. A y < z ) ) )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   \/ wo 716   E.wex 1541   e. wcel 2205   A.wral 2522   E.wrex 2523   C_ wss 3214   class class class wbr 4114   RRcr 8142   <RR cltrr 8147   < clt 8324

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 2207  ax-14 2208  ax-ext 2216  ax-sep 4233  ax-pow 4292  ax-pr 4327  ax-un 4559  ax-setind 4664  ax-cnex 8234  ax-resscn 8235  ax-pre-suploc 8264

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1812  df-eu 2085  df-mo 2086  df-clab 2221  df-cleq 2227  df-clel 2230  df-nfc 2375  df-ne 2415  df-nel 2510  df-ral 2527  df-rex 2528  df-rab 2531  df-v 2817  df-dif 3216  df-un 3218  df-in 3220  df-ss 3227  df-pw 3676  df-sn 3700  df-pr 3701  df-op 3703  df-uni 3920  df-br 4115  df-opab 4177  df-xp 4760  df-pnf 8326  df-mnf 8327  df-ltxr 8329

This theorem is referenced by:  dedekindeulemlub  15611  suplociccreex  15615