Theorem infssuzex 10644

Description: Existence of the infimum of a subset of an upper set of integers. (Contributed by Jim Kingdon, 13-Jan-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
infssuzledc.m	|- ( ph -> M e. ZZ )
infssuzledc.s	|- S = { n e. ( ZZ>= ` M ) | ps }
infssuzledc.a	|- ( ph -> A e. S )
infssuzledc.dc	|- ( ( ph /\ n e. ( M ... A ) ) -> DECID ps )

Assertion

Ref	Expression
infssuzex	|- ( ph -> E. x e. RR ( A. y e. S -. y < x /\ A. y e. RR ( x < y -> E. z e. S z < y ) ) )

Distinct variable groups:   y, A   A, n   n, M   x, S, y, z   ph, n   ph, x, y

Allowed substitution hints:   ph( z)   ps( x, y, z, n)   A( x, z)   S( n)   M( x, y, z)

Proof of Theorem infssuzex

Dummy variables j m a w b are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		zssre 9630	. . . 4 |- ZZ C_ RR
2		infssuzledc.a	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> A e. S )
3		infssuzledc.s	. . . . . . . . . . 11 |- S = { n e. ( ZZ>= ` M ) | ps }
4	3	eleq2i 2305	. . . . . . . . . 10 |- ( A e. S <-> A e. { n e. ( ZZ>= ` M ) | ps } )
5	2, 4	sylib 122	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> A e. { n e. ( ZZ>= ` M ) | ps } )
6		elrabi 2979	. . . . . . . . 9 |- ( A e. { n e. ( ZZ>= ` M ) | ps } -> A e. ( ZZ>= ` M ) )
7	5, 6	syl 14	. . . . . . . 8 |- ( ph -> A e. ( ZZ>= ` M ) )
8		eluzelz 9910	. . . . . . . 8 |- ( A e. ( ZZ>= ` M ) -> A e. ZZ )
9	7, 8	syl 14	. . . . . . 7 |- ( ph -> A e. ZZ )
10	9	znegcld 9749	. . . . . 6 |- ( ph -> -u A e. ZZ )
11		negeq 8509	. . . . . . 7 |- ( m = -u A -> -u m = -u -u A )
12	11	eleq1d 2307	. . . . . 6 |- ( m = -u A -> ( -u m e. S <-> -u -u A e. S ) )
13	9	zcnd 9748	. . . . . . . 8 |- ( ph -> A e. CC )
14	13	negnegd 8618	. . . . . . 7 |- ( ph -> -u -u A = A )
15	14, 2	eqeltrd 2315	. . . . . 6 |- ( ph -> -u -u A e. S )
16		simpr 110	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ M <_ -u m ) -> M <_ -u m )
17	9	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) -> A e. ZZ )
18	17	zred 9747	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) -> A e. RR )
19		eluzelz 9910	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( m e. ( ZZ>= ` -u A ) -> m e. ZZ )
20	19	adantl 277	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) -> m e. ZZ )
21	20	zred 9747	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) -> m e. RR )
22		eluzle 9913	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( m e. ( ZZ>= ` -u A ) -> -u A <_ m )
23	22	adantl 277	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) -> -u A <_ m )
24	18, 21, 23	lenegcon1d 8845	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) -> -u m <_ A )
25	24	adantr 276	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ M <_ -u m ) -> -u m <_ A )
26	16, 25	jca 306	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ M <_ -u m ) -> ( M <_ -u m /\ -u m <_ A ) )
27	20	znegcld 9749	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) -> -u m e. ZZ )
28	27	adantr 276	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ M <_ -u m ) -> -u m e. ZZ )
29		infssuzledc.m	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> M e. ZZ )
30	29	ad2antrr 492	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ M <_ -u m ) -> M e. ZZ )
31	9	ad2antrr 492	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ M <_ -u m ) -> A e. ZZ )
32		elfz 10396	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( -u m e. ZZ /\ M e. ZZ /\ A e. ZZ ) -> ( -u m e. ( M ... A ) <-> ( M <_ -u m /\ -u m <_ A ) ) )
33	28, 30, 31, 32	syl3anc 1278	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ M <_ -u m ) -> ( -u m e. ( M ... A ) <-> ( M <_ -u m /\ -u m <_ A ) ) )
34	26, 33	mpbird 167	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ M <_ -u m ) -> -u m e. ( M ... A ) )
35		infssuzledc.dc	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ph /\ n e. ( M ... A ) ) -> DECID ps )
36	35	ralrimiva 2623	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> A. n e. ( M ... A )DECID ps )
37	36	ad2antrr 492	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ M <_ -u m ) -> A. n e. ( M ... A )DECID ps )
38		nfsbc1v 3070	. . . . . . . . . . 11 |- F/ n [. -u m / n ]. ps
39	38	nfdc 1711	. . . . . . . . . 10 |- F/ nDECID [. -u m / n ]. ps
40		sbceq1a 3061	. . . . . . . . . . 11 |- ( n = -u m -> ( ps <-> [. -u m / n ]. ps ) )
41	40	dcbid 850	. . . . . . . . . 10 |- ( n = -u m -> (DECID ps <-> DECID [. -u m / n ]. ps ) )
42	39, 41	rspc 2923	. . . . . . . . 9 |- ( -u m e. ( M ... A ) -> ( A. n e. ( M ... A )DECID ps -> DECID [. -u m / n ]. ps ) )
43	34, 37, 42	sylc 62	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ M <_ -u m ) -> DECID [. -u m / n ]. ps )
44	3	eleq2i 2305	. . . . . . . . . 10 |- ( -u m e. S <-> -u m e. { n e. ( ZZ>= ` M ) | ps } )
45		nfcv 2392	. . . . . . . . . . . 12 |- F/_ n ( ZZ>= ` M )
46	45	elrabsf 3090	. . . . . . . . . . 11 |- ( -u m e. { n e. ( ZZ>= ` M ) | ps } <-> ( -u m e. ( ZZ>= ` M ) /\ [. -u m / n ]. ps ) )
47		elfzuz 10403	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( -u m e. ( M ... A ) -> -u m e. ( ZZ>= ` M ) )
48	34, 47	syl 14	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ M <_ -u m ) -> -u m e. ( ZZ>= ` M ) )
49	48	biantrurd 305	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ M <_ -u m ) -> ( [. -u m / n ]. ps <-> ( -u m e. ( ZZ>= ` M ) /\ [. -u m / n ]. ps ) ) )
50	46, 49	bitr4id 199	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ M <_ -u m ) -> ( -u m e. { n e. ( ZZ>= ` M ) | ps } <-> [. -u m / n ]. ps ) )
51	44, 50	bitrid 192	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ M <_ -u m ) -> ( -u m e. S <-> [. -u m / n ]. ps ) )
52	51	dcbid 850	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ M <_ -u m ) -> (DECID -u m e. S <-> DECID [. -u m / n ]. ps ) )
53	43, 52	mpbird 167	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ M <_ -u m ) -> DECID -u m e. S )
54		simpr 110	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ -. M <_ -u m ) -> -. M <_ -u m )
55		elrabi 2979	. . . . . . . . . . . 12 |- ( -u m e. { n e. ( ZZ>= ` M ) | ps } -> -u m e. ( ZZ>= ` M ) )
56		eluzle 9913	. . . . . . . . . . . 12 |- ( -u m e. ( ZZ>= ` M ) -> M <_ -u m )
57	55, 56	syl 14	. . . . . . . . . . 11 |- ( -u m e. { n e. ( ZZ>= ` M ) | ps } -> M <_ -u m )
58	57, 3	eleq2s 2333	. . . . . . . . . 10 |- ( -u m e. S -> M <_ -u m )
59	54, 58	nsyl 637	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ -. M <_ -u m ) -> -. -u m e. S )
60	59	olcd 746	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ -. M <_ -u m ) -> ( -u m e. S \/ -. -u m e. S ) )
61		df-dc 847	. . . . . . . 8 |- (DECID -u m e. S <-> ( -u m e. S \/ -. -u m e. S ) )
62	60, 61	sylibr 134	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) /\ -. M <_ -u m ) -> DECID -u m e. S )
63	29	adantr 276	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) -> M e. ZZ )
64		zdcle 9700	. . . . . . . . 9 |- ( ( M e. ZZ /\ -u m e. ZZ ) -> DECID M <_ -u m )
65	63, 27, 64	syl2anc 415	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) -> DECID M <_ -u m )
66		exmiddc 848	. . . . . . . 8 |- (DECID M <_ -u m -> ( M <_ -u m \/ -. M <_ -u m ) )
67	65, 66	syl 14	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) -> ( M <_ -u m \/ -. M <_ -u m ) )
68	53, 62, 67	mpjaodan 810	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` -u A ) ) -> DECID -u m e. S )
69		eluzle 9913	. . . . . . . . . . 11 |- ( A e. ( ZZ>= ` M ) -> M <_ A )
70	7, 69	syl 14	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> M <_ A )
71	29	zred 9747	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> M e. RR )
72	9	zred 9747	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> A e. RR )
73	71, 72	lenegd 8842	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( M <_ A <-> -u A <_ -u M ) )
74	70, 73	mpbid 147	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> -u A <_ -u M )
75	29	znegcld 9749	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> -u M e. ZZ )
76		eluz 9914	. . . . . . . . . 10 |- ( ( -u A e. ZZ /\ -u M e. ZZ ) -> ( -u M e. ( ZZ>= ` -u A ) <-> -u A <_ -u M ) )
77	10, 75, 76	syl2anc 415	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( -u M e. ( ZZ>= ` -u A ) <-> -u A <_ -u M ) )
78	74, 77	mpbird 167	. . . . . . . 8 |- ( ph -> -u M e. ( ZZ>= ` -u A ) )
79		peano2uz 9962	. . . . . . . 8 |- ( -u M e. ( ZZ>= ` -u A ) -> ( -u M + 1 ) e. ( ZZ>= ` -u A ) )
80	78, 79	syl 14	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( -u M + 1 ) e. ( ZZ>= ` -u A ) )
81	71	ad2antrr 492	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) ) /\ -u m e. S ) -> M e. RR )
82	81	renegcld 8697	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) ) /\ -u m e. S ) -> -u M e. RR )
83		peano2re 8452	. . . . . . . . . . . 12 |- ( -u M e. RR -> ( -u M + 1 ) e. RR )
84	82, 83	syl 14	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) ) /\ -u m e. S ) -> ( -u M + 1 ) e. RR )
85		eluzelz 9910	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) -> m e. ZZ )
86	85	ad2antlr 493	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) ) /\ -u m e. S ) -> m e. ZZ )
87	86	zred 9747	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) ) /\ -u m e. S ) -> m e. RR )
88		eluzle 9913	. . . . . . . . . . . 12 |- ( m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) -> ( -u M + 1 ) <_ m )
89	88	ad2antlr 493	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) ) /\ -u m e. S ) -> ( -u M + 1 ) <_ m )
90	55, 3	eleq2s 2333	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( -u m e. S -> -u m e. ( ZZ>= ` M ) )
91	90	adantl 277	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ph /\ -u m e. S ) -> -u m e. ( ZZ>= ` M ) )
92	91, 56	syl 14	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ph /\ -u m e. S ) -> M <_ -u m )
93	92	adantlr 481	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) ) /\ -u m e. S ) -> M <_ -u m )
94	81, 87, 93	lenegcon2d 8846	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) ) /\ -u m e. S ) -> m <_ -u M )
95	84, 87, 82, 89, 94	letrd 8440	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) ) /\ -u m e. S ) -> ( -u M + 1 ) <_ -u M )
96	75	ad2antrr 492	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) ) /\ -u m e. S ) -> -u M e. ZZ )
97		zltp1le 9678	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( -u M e. ZZ /\ -u M e. ZZ ) -> ( -u M < -u M <-> ( -u M + 1 ) <_ -u M ) )
98	96, 96, 97	syl2anc 415	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) ) /\ -u m e. S ) -> ( -u M < -u M <-> ( -u M + 1 ) <_ -u M ) )
99	95, 98	mpbird 167	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) ) /\ -u m e. S ) -> -u M < -u M )
100	82	ltnrd 8427	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) ) /\ -u m e. S ) -> -. -u M < -u M )
101	99, 100	pm2.65da 671	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) ) -> -. -u m e. S )
102	101	ralrimiva 2623	. . . . . . 7 |- ( ph -> A. m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) -. -u m e. S )
103		fveq2 5690	. . . . . . . . 9 |- ( j = ( -u M + 1 ) -> ( ZZ>= ` j ) = ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) )
104	103	raleqdv 2755	. . . . . . . 8 |- ( j = ( -u M + 1 ) -> ( A. m e. ( ZZ>= ` j ) -. -u m e. S <-> A. m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) -. -u m e. S ) )
105	104	rspcev 2929	. . . . . . 7 |- ( ( ( -u M + 1 ) e. ( ZZ>= ` -u A ) /\ A. m e. ( ZZ>= ` ( -u M + 1 ) ) -. -u m e. S ) -> E. j e. ( ZZ>= ` -u A ) A. m e. ( ZZ>= ` j ) -. -u m e. S )
106	80, 102, 105	syl2anc 415	. . . . . 6 |- ( ph -> E. j e. ( ZZ>= ` -u A ) A. m e. ( ZZ>= ` j ) -. -u m e. S )
107	10, 12, 15, 68, 106	zsupcllemex 10641	. . . . 5 |- ( ph -> E. x e. ZZ ( A. y e. { m e. ZZ | -u m e. S } -. x < y /\ A. y e. RR ( y < x -> E. z e. { m e. ZZ | -u m e. S } y < z ) ) )
108		zre 9627	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( b e. ZZ -> b e. RR )
109	108	anim1i 340	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( b e. ZZ /\ -u b e. S ) -> ( b e. RR /\ -u b e. S ) )
110		elrabi 2979	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( -u b e. { n e. ( ZZ>= ` M ) | ps } -> -u b e. ( ZZ>= ` M ) )
111	110, 3	eleq2s 2333	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( -u b e. S -> -u b e. ( ZZ>= ` M ) )
112		eluzelz 9910	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( -u b e. ( ZZ>= ` M ) -> -u b e. ZZ )
113	111, 112	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( -u b e. S -> -u b e. ZZ )
114	113	adantl 277	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( b e. RR /\ -u b e. S ) -> -u b e. ZZ )
115		recn 8302	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( b e. RR -> b e. CC )
116		znegclb 9656	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( b e. CC -> ( b e. ZZ <-> -u b e. ZZ ) )
117	115, 116	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( b e. RR -> ( b e. ZZ <-> -u b e. ZZ ) )
118	117	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( b e. RR /\ -u b e. S ) -> ( b e. ZZ <-> -u b e. ZZ ) )
119	114, 118	mpbird 167	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( b e. RR /\ -u b e. S ) -> b e. ZZ )
120		simpr 110	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( b e. RR /\ -u b e. S ) -> -u b e. S )
121	119, 120	jca 306	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( b e. RR /\ -u b e. S ) -> ( b e. ZZ /\ -u b e. S ) )
122	109, 121	impbii 126	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( b e. ZZ /\ -u b e. S ) <-> ( b e. RR /\ -u b e. S ) )
123		negeq 8509	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( m = b -> -u m = -u b )
124	123	eleq1d 2307	. . . . . . . . . . . 12 |- ( m = b -> ( -u m e. S <-> -u b e. S ) )
125	124	elrab 2982	. . . . . . . . . . 11 |- ( b e. { m e. ZZ | -u m e. S } <-> ( b e. ZZ /\ -u b e. S ) )
126	124	elrab 2982	. . . . . . . . . . 11 |- ( b e. { m e. RR | -u m e. S } <-> ( b e. RR /\ -u b e. S ) )
127	122, 125, 126	3bitr4i 212	. . . . . . . . . 10 |- ( b e. { m e. ZZ | -u m e. S } <-> b e. { m e. RR | -u m e. S } )
128	127	a1i 9	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( b e. { m e. ZZ | -u m e. S } <-> b e. { m e. RR | -u m e. S } ) )
129	128	eqrdv 2236	. . . . . . . 8 |- ( ph -> { m e. ZZ | -u m e. S } = { m e. RR | -u m e. S } )
130	129	raleqdv 2755	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( A. y e. { m e. ZZ | -u m e. S } -. x < y <-> A. y e. { m e. RR | -u m e. S } -. x < y ) )
131	129	rexeqdv 2756	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( E. z e. { m e. ZZ | -u m e. S } y < z <-> E. z e. { m e. RR | -u m e. S } y < z ) )
132	131	imbi2d 230	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( ( y < x -> E. z e. { m e. ZZ | -u m e. S } y < z ) <-> ( y < x -> E. z e. { m e. RR | -u m e. S } y < z ) ) )
133	132	ralbidv 2550	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( A. y e. RR ( y < x -> E. z e. { m e. ZZ | -u m e. S } y < z ) <-> A. y e. RR ( y < x -> E. z e. { m e. RR | -u m e. S } y < z ) ) )
134	130, 133	anbi12d 477	. . . . . 6 |- ( ph -> ( ( A. y e. { m e. ZZ | -u m e. S } -. x < y /\ A. y e. RR ( y < x -> E. z e. { m e. ZZ | -u m e. S } y < z ) ) <-> ( A. y e. { m e. RR | -u m e. S } -. x < y /\ A. y e. RR ( y < x -> E. z e. { m e. RR | -u m e. S } y < z ) ) ) )
135	134	rexbidv 2551	. . . . 5 |- ( ph -> ( E. x e. ZZ ( A. y e. { m e. ZZ | -u m e. S } -. x < y /\ A. y e. RR ( y < x -> E. z e. { m e. ZZ | -u m e. S } y < z ) ) <-> E. x e. ZZ ( A. y e. { m e. RR | -u m e. S } -. x < y /\ A. y e. RR ( y < x -> E. z e. { m e. RR | -u m e. S } y < z ) ) ) )
136	107, 135	mpbid 147	. . . 4 |- ( ph -> E. x e. ZZ ( A. y e. { m e. RR | -u m e. S } -. x < y /\ A. y e. RR ( y < x -> E. z e. { m e. RR | -u m e. S } y < z ) ) )
137		ssrexv 3313	. . . 4 |- ( ZZ C_ RR -> ( E. x e. ZZ ( A. y e. { m e. RR | -u m e. S } -. x < y /\ A. y e. RR ( y < x -> E. z e. { m e. RR | -u m e. S } y < z ) ) -> E. x e. RR ( A. y e. { m e. RR | -u m e. S } -. x < y /\ A. y e. RR ( y < x -> E. z e. { m e. RR | -u m e. S } y < z ) ) ) )
138	1, 136, 137	mpsyl 65	. . 3 |- ( ph -> E. x e. RR ( A. y e. { m e. RR | -u m e. S } -. x < y /\ A. y e. RR ( y < x -> E. z e. { m e. RR | -u m e. S } y < z ) ) )
139		ssrab2 3333	. . . 4 |- { m e. RR | -u m e. S } C_ RR
140	139	a1i 9	. . 3 |- ( ph -> { m e. RR | -u m e. S } C_ RR )
141	138, 140	supinfneg 9974	. 2 |- ( ph -> E. x e. RR ( A. y e. { w e. RR | -u w e. { m e. RR | -u m e. S } } -. y < x /\ A. y e. RR ( x < y -> E. z e. { w e. RR | -u w e. { m e. RR | -u m e. S } } z < y ) ) )
142		elrabi 2979	. . . . . . 7 |- ( a e. { w e. RR | -u w e. { m e. RR | -u m e. S } } -> a e. RR )
143		elrabi 2979	. . . . . . . . 9 |- ( a e. { n e. ( ZZ>= ` M ) | ps } -> a e. ( ZZ>= ` M ) )
144	143, 3	eleq2s 2333	. . . . . . . 8 |- ( a e. S -> a e. ( ZZ>= ` M ) )
145		eluzelre 9911	. . . . . . . 8 |- ( a e. ( ZZ>= ` M ) -> a e. RR )
146	144, 145	syl 14	. . . . . . 7 |- ( a e. S -> a e. RR )
147		negeq 8509	. . . . . . . . . 10 |- ( w = a -> -u w = -u a )
148	147	eleq1d 2307	. . . . . . . . 9 |- ( w = a -> ( -u w e. { m e. RR | -u m e. S } <-> -u a e. { m e. RR | -u m e. S } ) )
149	148	elrab3 2983	. . . . . . . 8 |- ( a e. RR -> ( a e. { w e. RR | -u w e. { m e. RR | -u m e. S } } <-> -u a e. { m e. RR | -u m e. S } ) )
150		negeq 8509	. . . . . . . . . . 11 |- ( m = -u a -> -u m = -u -u a )
151	150	eleq1d 2307	. . . . . . . . . 10 |- ( m = -u a -> ( -u m e. S <-> -u -u a e. S ) )
152	151	elrab 2982	. . . . . . . . 9 |- ( -u a e. { m e. RR | -u m e. S } <-> ( -u a e. RR /\ -u -u a e. S ) )
153		renegcl 8577	. . . . . . . . . 10 |- ( a e. RR -> -u a e. RR )
154	153	biantrurd 305	. . . . . . . . 9 |- ( a e. RR -> ( -u -u a e. S <-> ( -u a e. RR /\ -u -u a e. S ) ) )
155	152, 154	bitr4id 199	. . . . . . . 8 |- ( a e. RR -> ( -u a e. { m e. RR | -u m e. S } <-> -u -u a e. S ) )
156		recn 8302	. . . . . . . . . 10 |- ( a e. RR -> a e. CC )
157	156	negnegd 8618	. . . . . . . . 9 |- ( a e. RR -> -u -u a = a )
158	157	eleq1d 2307	. . . . . . . 8 |- ( a e. RR -> ( -u -u a e. S <-> a e. S ) )
159	149, 155, 158	3bitrd 214	. . . . . . 7 |- ( a e. RR -> ( a e. { w e. RR | -u w e. { m e. RR | -u m e. S } } <-> a e. S ) )
160	142, 146, 159	pm5.21nii 716	. . . . . 6 |- ( a e. { w e. RR | -u w e. { m e. RR | -u m e. S } } <-> a e. S )
161	160	eqriv 2235	. . . . 5 |- { w e. RR | -u w e. { m e. RR | -u m e. S } } = S
162	161	raleqi 2753	. . . 4 |- ( A. y e. { w e. RR | -u w e. { m e. RR | -u m e. S } } -. y < x <-> A. y e. S -. y < x )
163	161	rexeqi 2754	. . . . . 6 |- ( E. z e. { w e. RR | -u w e. { m e. RR | -u m e. S } } z < y <-> E. z e. S z < y )
164	163	imbi2i 226	. . . . 5 |- ( ( x < y -> E. z e. { w e. RR | -u w e. { m e. RR | -u m e. S } } z < y ) <-> ( x < y -> E. z e. S z < y ) )
165	164	ralbii 2556	. . . 4 |- ( A. y e. RR ( x < y -> E. z e. { w e. RR | -u w e. { m e. RR | -u m e. S } } z < y ) <-> A. y e. RR ( x < y -> E. z e. S z < y ) )
166	162, 165	anbi12i 464	. . 3 |- ( ( A. y e. { w e. RR | -u w e. { m e. RR | -u m e. S } } -. y < x /\ A. y e. RR ( x < y -> E. z e. { w e. RR | -u w e. { m e. RR | -u m e. S } } z < y ) ) <-> ( A. y e. S -. y < x /\ A. y e. RR ( x < y -> E. z e. S z < y ) ) )
167	166	rexbii 2557	. 2 |- ( E. x e. RR ( A. y e. { w e. RR | -u w e. { m e. RR | -u m e. S } } -. y < x /\ A. y e. RR ( x < y -> E. z e. { w e. RR | -u w e. { m e. RR | -u m e. S } } z < y ) ) <-> E. x e. RR ( A. y e. S -. y < x /\ A. y e. RR ( x < y -> E. z e. S z < y ) ) )
168	141, 167	sylib 122	1 |- ( ph -> E. x e. RR ( A. y e. S -. y < x /\ A. y e. RR ( x < y -> E. z e. S z < y ) ) )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   \/ wo 720  DECID wdc 846   = wceq 1402   e. wcel 2209   A.wral 2528   E.wrex 2529   {crab 2532   [.wsbc 3051   C_ wss 3220   class class class wbr 4125   ` cfv 5372  (class class class)co 6075   CCcc 8167   RRcr 8168   1c1 8170   + caddc 8172   < clt 8350   <_ cle 8351   -ucneg 8488   ZZcz 9623   ZZ>=cuz 9900   ...cfz 10390

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 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-sep 4244  ax-pow 4306  ax-pr 4341  ax-un 4573  ax-setind 4679  ax-cnex 8260  ax-resscn 8261  ax-1cn 8262  ax-1re 8263  ax-icn 8264  ax-addcl 8265  ax-addrcl 8266  ax-mulcl 8267  ax-addcom 8269  ax-addass 8271  ax-distr 8273  ax-i2m1 8274  ax-0lt1 8275  ax-0id 8277  ax-rnegex 8278  ax-cnre 8280  ax-pre-ltirr 8281  ax-pre-ltwlin 8282  ax-pre-lttrn 8283  ax-pre-apti 8284  ax-pre-ltadd 8285

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-pw 3687  df-sn 3711  df-pr 3712  df-op 3714  df-uni 3931  df-int 3966  df-iun 4009  df-br 4126  df-opab 4188  df-mpt 4189  df-id 4433  df-xp 4775  df-rel 4776  df-cnv 4777  df-co 4778  df-dm 4779  df-rn 4780  df-res 4781  df-ima 4782  df-iota 5332  df-fun 5374  df-fn 5375  df-f 5376  df-fv 5380  df-riota 6028  df-ov 6078  df-oprab 6079  df-mpo 6080  df-1st 6364  df-2nd 6365  df-pnf 8352  df-mnf 8353  df-xr 8354  df-ltxr 8355  df-le 8356  df-sub 8489  df-neg 8490  df-inn 9284  df-n0 9543  df-z 9624  df-uz 9901  df-fz 10391  df-fzo 10528

This theorem is referenced by:  infssuzledc  10645  infssuzcldc  10646  nninfdcex  10650