Theorem suplociccreex 14778

Description: An inhabited, bounded-above, located set of reals in a closed interval has a supremum. A similar theorem is axsuploc 8092 but that one is for the entire real line rather than a closed interval. (Contributed by Jim Kingdon, 14-Feb-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
suplocicc.1	|- ( ph -> B e. RR )
suplocicc.2	|- ( ph -> C e. RR )
suplocicc.bc	|- ( ph -> B < C )
suplocicc.3	|- ( ph -> A C_ ( B [,] C ) )
suplocicc.m	|- ( ph -> E. x x e. A )
suplocicc.l	|- ( ph -> A. x e. ( B [,] C ) A. y e. ( B [,] C ) ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) ) )

Assertion

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

Distinct variable groups:   x, A, y, z   x, B, y, z   x, C, y, z   ph, x, y, z

Proof of Theorem suplociccreex

Dummy variables u v are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		suplocicc.3	. . 3 |- ( ph -> A C_ ( B [,] C ) )
2		suplocicc.1	. . . 4 |- ( ph -> B e. RR )
3		suplocicc.2	. . . 4 |- ( ph -> C e. RR )
4		iccssre 10021	. . . 4 |- ( ( B e. RR /\ C e. RR ) -> ( B [,] C ) C_ RR )
5	2, 3, 4	syl2anc 411	. . 3 |- ( ph -> ( B [,] C ) C_ RR )
6	1, 5	sstrd 3189	. 2 |- ( ph -> A C_ RR )
7		suplocicc.m	. 2 |- ( ph -> E. x x e. A )
8		peano2re 8155	. . . 4 |- ( C e. RR -> ( C + 1 ) e. RR )
9	3, 8	syl 14	. . 3 |- ( ph -> ( C + 1 ) e. RR )
10	6	sselda 3179	. . . . 5 |- ( ( ph /\ y e. A ) -> y e. RR )
11	3	adantr 276	. . . . 5 |- ( ( ph /\ y e. A ) -> C e. RR )
12	9	adantr 276	. . . . 5 |- ( ( ph /\ y e. A ) -> ( C + 1 ) e. RR )
13	2	rexrd 8069	. . . . . . 7 |- ( ph -> B e. RR* )
14	13	adantr 276	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ y e. A ) -> B e. RR* )
15	3	rexrd 8069	. . . . . . 7 |- ( ph -> C e. RR* )
16	15	adantr 276	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ y e. A ) -> C e. RR* )
17	1	sselda 3179	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ y e. A ) -> y e. ( B [,] C ) )
18		iccleub 9997	. . . . . 6 |- ( ( B e. RR* /\ C e. RR* /\ y e. ( B [,] C ) ) -> y <_ C )
19	14, 16, 17, 18	syl3anc 1249	. . . . 5 |- ( ( ph /\ y e. A ) -> y <_ C )
20	11	ltp1d 8949	. . . . 5 |- ( ( ph /\ y e. A ) -> C < ( C + 1 ) )
21	10, 11, 12, 19, 20	lelttrd 8144	. . . 4 |- ( ( ph /\ y e. A ) -> y < ( C + 1 ) )
22	21	ralrimiva 2567	. . 3 |- ( ph -> A. y e. A y < ( C + 1 ) )
23		brralrspcev 4087	. . 3 |- ( ( ( C + 1 ) e. RR /\ A. y e. A y < ( C + 1 ) ) -> E. x e. RR A. y e. A y < x )
24	9, 22, 23	syl2anc 411	. 2 |- ( ph -> E. x e. RR A. y e. A y < x )
25	7	ad5antr 496	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ u < B ) -> E. x x e. A )
26		simpr 110	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ u < B ) /\ x e. A ) -> x e. A )
27		simp-4r 542	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) -> u e. RR )
28	27	ad2antrr 488	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ u < B ) /\ x e. A ) -> u e. RR )
29	2	ad4antr 494	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) -> B e. RR )
30	29	ad2antrr 488	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ u < B ) /\ x e. A ) -> B e. RR )
31	6	ad6antr 498	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ u < B ) /\ x e. A ) -> A C_ RR )
32	31, 26	sseldd 3180	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ u < B ) /\ x e. A ) -> x e. RR )
33		simplr 528	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ u < B ) /\ x e. A ) -> u < B )
34	13	ad6antr 498	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ u < B ) /\ x e. A ) -> B e. RR* )
35	15	ad6antr 498	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ u < B ) /\ x e. A ) -> C e. RR* )
36	1	ad6antr 498	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ u < B ) /\ x e. A ) -> A C_ ( B [,] C ) )
37	36, 26	sseldd 3180	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ u < B ) /\ x e. A ) -> x e. ( B [,] C ) )
38		iccgelb 9998	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( B e. RR* /\ C e. RR* /\ x e. ( B [,] C ) ) -> B <_ x )
39	34, 35, 37, 38	syl3anc 1249	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ u < B ) /\ x e. A ) -> B <_ x )
40	28, 30, 32, 33, 39	ltletrd 8442	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ u < B ) /\ x e. A ) -> u < x )
41		breq2 4033	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( z = x -> ( u < z <-> u < x ) )
42	41	rspcev 2864	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( x e. A /\ u < x ) -> E. z e. A u < z )
43	26, 40, 42	syl2anc 411	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ u < B ) /\ x e. A ) -> E. z e. A u < z )
44	43	orcd 734	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ u < B ) /\ x e. A ) -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < v ) )
45	25, 44	exlimddv 1910	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ u < B ) -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < v ) )
46		simpllr 534	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> u < v )
47		simplr 528	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> u < C )
48		simp-5r 544	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> u e. RR )
49		simp-4r 542	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> v e. RR )
50	3	ad5antr 496	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> C e. RR )
51		ltmininf 11378	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( u e. RR /\ v e. RR /\ C e. RR ) -> ( u < inf ( { v , C } , RR , < ) <-> ( u < v /\ u < C ) ) )
52	48, 49, 50, 51	syl3anc 1249	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> ( u < inf ( { v , C } , RR , < ) <-> ( u < v /\ u < C ) ) )
53	46, 47, 52	mpbir2and 946	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> u < inf ( { v , C } , RR , < ) )
54		simpr 110	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> B < v )
55		suplocicc.bc	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ph -> B < C )
56	55	ad5antr 496	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> B < C )
57	2	ad5antr 496	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> B e. RR )
58		ltmininf 11378	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( B e. RR /\ v e. RR /\ C e. RR ) -> ( B < inf ( { v , C } , RR , < ) <-> ( B < v /\ B < C ) ) )
59	57, 49, 50, 58	syl3anc 1249	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> ( B < inf ( { v , C } , RR , < ) <-> ( B < v /\ B < C ) ) )
60	54, 56, 59	mpbir2and 946	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> B < inf ( { v , C } , RR , < ) )
61		mincl 11374	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( v e. RR /\ C e. RR ) -> inf ( { v , C } , RR , < ) e. RR )
62	49, 50, 61	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> inf ( { v , C } , RR , < ) e. RR )
63		maxltsup 11362	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( u e. RR /\ B e. RR /\ inf ( { v , C } , RR , < ) e. RR ) -> ( sup ( { u , B } , RR , < ) < inf ( { v , C } , RR , < ) <-> ( u < inf ( { v , C } , RR , < ) /\ B < inf ( { v , C } , RR , < ) ) ) )
64	48, 57, 62, 63	syl3anc 1249	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> ( sup ( { u , B } , RR , < ) < inf ( { v , C } , RR , < ) <-> ( u < inf ( { v , C } , RR , < ) /\ B < inf ( { v , C } , RR , < ) ) ) )
65	53, 60, 64	mpbir2and 946	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> sup ( { u , B } , RR , < ) < inf ( { v , C } , RR , < ) )
66		breq2 4033	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( y = inf ( { v , C } , RR , < ) -> ( sup ( { u , B } , RR , < ) < y <-> sup ( { u , B } , RR , < ) < inf ( { v , C } , RR , < ) ) )
67		breq2 4033	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( y = inf ( { v , C } , RR , < ) -> ( z < y <-> z < inf ( { v , C } , RR , < ) ) )
68	67	ralbidv 2494	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( y = inf ( { v , C } , RR , < ) -> ( A. z e. A z < y <-> A. z e. A z < inf ( { v , C } , RR , < ) ) )
69	68	orbi2d 791	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( y = inf ( { v , C } , RR , < ) -> ( ( E. z e. A sup ( { u , B } , RR , < ) < z \/ A. z e. A z < y ) <-> ( E. z e. A sup ( { u , B } , RR , < ) < z \/ A. z e. A z < inf ( { v , C } , RR , < ) ) ) )
70	66, 69	imbi12d 234	. . . . . . . . . . . 12 |- ( y = inf ( { v , C } , RR , < ) -> ( ( sup ( { u , B } , RR , < ) < y -> ( E. z e. A sup ( { u , B } , RR , < ) < z \/ A. z e. A z < y ) ) <-> ( sup ( { u , B } , RR , < ) < inf ( { v , C } , RR , < ) -> ( E. z e. A sup ( { u , B } , RR , < ) < z \/ A. z e. A z < inf ( { v , C } , RR , < ) ) ) ) )
71		breq1 4032	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( x = sup ( { u , B } , RR , < ) -> ( x < y <-> sup ( { u , B } , RR , < ) < y ) )
72		breq1 4032	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( x = sup ( { u , B } , RR , < ) -> ( x < z <-> sup ( { u , B } , RR , < ) < z ) )
73	72	rexbidv 2495	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( x = sup ( { u , B } , RR , < ) -> ( E. z e. A x < z <-> E. z e. A sup ( { u , B } , RR , < ) < z ) )
74	73	orbi1d 792	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( x = sup ( { u , B } , RR , < ) -> ( ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) <-> ( E. z e. A sup ( { u , B } , RR , < ) < z \/ A. z e. A z < y ) ) )
75	71, 74	imbi12d 234	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( x = sup ( { u , B } , RR , < ) -> ( ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) ) <-> ( sup ( { u , B } , RR , < ) < y -> ( E. z e. A sup ( { u , B } , RR , < ) < z \/ A. z e. A z < y ) ) ) )
76	75	ralbidv 2494	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( x = sup ( { u , B } , RR , < ) -> ( A. y e. ( B [,] C ) ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) ) <-> A. y e. ( B [,] C ) ( sup ( { u , B } , RR , < ) < y -> ( E. z e. A sup ( { u , B } , RR , < ) < z \/ A. z e. A z < y ) ) ) )
77		suplocicc.l	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ph -> A. x e. ( B [,] C ) A. y e. ( B [,] C ) ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) ) )
78	77	ad5antr 496	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> A. x e. ( B [,] C ) A. y e. ( B [,] C ) ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) ) )
79		maxcl 11354	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( u e. RR /\ B e. RR ) -> sup ( { u , B } , RR , < ) e. RR )
80	48, 57, 79	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> sup ( { u , B } , RR , < ) e. RR )
81		maxle2 11356	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( u e. RR /\ B e. RR ) -> B <_ sup ( { u , B } , RR , < ) )
82	48, 57, 81	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> B <_ sup ( { u , B } , RR , < ) )
83		maxltsup 11362	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( u e. RR /\ B e. RR /\ C e. RR ) -> ( sup ( { u , B } , RR , < ) < C <-> ( u < C /\ B < C ) ) )
84	48, 57, 50, 83	syl3anc 1249	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> ( sup ( { u , B } , RR , < ) < C <-> ( u < C /\ B < C ) ) )
85	47, 56, 84	mpbir2and 946	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> sup ( { u , B } , RR , < ) < C )
86	80, 50, 85	ltled 8138	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> sup ( { u , B } , RR , < ) <_ C )
87		elicc2 10004	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( B e. RR /\ C e. RR ) -> ( sup ( { u , B } , RR , < ) e. ( B [,] C ) <-> ( sup ( { u , B } , RR , < ) e. RR /\ B <_ sup ( { u , B } , RR , < ) /\ sup ( { u , B } , RR , < ) <_ C ) ) )
88	57, 50, 87	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> ( sup ( { u , B } , RR , < ) e. ( B [,] C ) <-> ( sup ( { u , B } , RR , < ) e. RR /\ B <_ sup ( { u , B } , RR , < ) /\ sup ( { u , B } , RR , < ) <_ C ) ) )
89	80, 82, 86, 88	mpbir3and 1182	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> sup ( { u , B } , RR , < ) e. ( B [,] C ) )
90	76, 78, 89	rspcdva 2869	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> A. y e. ( B [,] C ) ( sup ( { u , B } , RR , < ) < y -> ( E. z e. A sup ( { u , B } , RR , < ) < z \/ A. z e. A z < y ) ) )
91	57, 62, 60	ltled 8138	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> B <_ inf ( { v , C } , RR , < ) )
92		min2inf 11376	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( v e. RR /\ C e. RR ) -> inf ( { v , C } , RR , < ) <_ C )
93	49, 50, 92	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> inf ( { v , C } , RR , < ) <_ C )
94		elicc2 10004	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( B e. RR /\ C e. RR ) -> (inf ( { v , C } , RR , < ) e. ( B [,] C ) <-> (inf ( { v , C } , RR , < ) e. RR /\ B <_ inf ( { v , C } , RR , < ) /\ inf ( { v , C } , RR , < ) <_ C ) ) )
95	57, 50, 94	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> (inf ( { v , C } , RR , < ) e. ( B [,] C ) <-> (inf ( { v , C } , RR , < ) e. RR /\ B <_ inf ( { v , C } , RR , < ) /\ inf ( { v , C } , RR , < ) <_ C ) ) )
96	62, 91, 93, 95	mpbir3and 1182	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> inf ( { v , C } , RR , < ) e. ( B [,] C ) )
97	70, 90, 96	rspcdva 2869	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> ( sup ( { u , B } , RR , < ) < inf ( { v , C } , RR , < ) -> ( E. z e. A sup ( { u , B } , RR , < ) < z \/ A. z e. A z < inf ( { v , C } , RR , < ) ) ) )
98	65, 97	mpd 13	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> ( E. z e. A sup ( { u , B } , RR , < ) < z \/ A. z e. A z < inf ( { v , C } , RR , < ) ) )
99	48	ad2antrr 488	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) /\ sup ( { u , B } , RR , < ) < z ) -> u e. RR )
100		simplr 528	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) -> u e. RR )
101	2	ad2antrr 488	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) -> B e. RR )
102	100, 101, 79	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) -> sup ( { u , B } , RR , < ) e. RR )
103	102	ad5antr 496	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) /\ sup ( { u , B } , RR , < ) < z ) -> sup ( { u , B } , RR , < ) e. RR )
104	6	ad6antr 498	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) -> A C_ RR )
105		simpr 110	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) -> z e. A )
106	104, 105	sseldd 3180	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) -> z e. RR )
107	106	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) /\ sup ( { u , B } , RR , < ) < z ) -> z e. RR )
108	57	ad2antrr 488	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) /\ sup ( { u , B } , RR , < ) < z ) -> B e. RR )
109		maxle1 11355	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( u e. RR /\ B e. RR ) -> u <_ sup ( { u , B } , RR , < ) )
110	99, 108, 109	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) /\ sup ( { u , B } , RR , < ) < z ) -> u <_ sup ( { u , B } , RR , < ) )
111		simpr 110	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) /\ sup ( { u , B } , RR , < ) < z ) -> sup ( { u , B } , RR , < ) < z )
112	99, 103, 107, 110, 111	lelttrd 8144	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) /\ sup ( { u , B } , RR , < ) < z ) -> u < z )
113	112	ex 115	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) -> ( sup ( { u , B } , RR , < ) < z -> u < z ) )
114	113	reximdva 2596	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> ( E. z e. A sup ( { u , B } , RR , < ) < z -> E. z e. A u < z ) )
115	106	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) /\ z < inf ( { v , C } , RR , < ) ) -> z e. RR )
116	62	ad2antrr 488	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) /\ z < inf ( { v , C } , RR , < ) ) -> inf ( { v , C } , RR , < ) e. RR )
117	49	ad2antrr 488	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) /\ z < inf ( { v , C } , RR , < ) ) -> v e. RR )
118		simpr 110	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) /\ z < inf ( { v , C } , RR , < ) ) -> z < inf ( { v , C } , RR , < ) )
119		simpr 110	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) -> v e. RR )
120	3	ad2antrr 488	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) -> C e. RR )
121		min1inf 11375	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( v e. RR /\ C e. RR ) -> inf ( { v , C } , RR , < ) <_ v )
122	119, 120, 121	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) -> inf ( { v , C } , RR , < ) <_ v )
123	122	ad5antr 496	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) /\ z < inf ( { v , C } , RR , < ) ) -> inf ( { v , C } , RR , < ) <_ v )
124	115, 116, 117, 118, 123	ltletrd 8442	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) /\ z < inf ( { v , C } , RR , < ) ) -> z < v )
125	124	ex 115	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) /\ z e. A ) -> ( z < inf ( { v , C } , RR , < ) -> z < v ) )
126	125	ralimdva 2561	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> ( A. z e. A z < inf ( { v , C } , RR , < ) -> A. z e. A z < v ) )
127	114, 126	orim12d 787	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> ( ( E. z e. A sup ( { u , B } , RR , < ) < z \/ A. z e. A z < inf ( { v , C } , RR , < ) ) -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < v ) ) )
128	98, 127	mpd 13	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) /\ B < v ) -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < v ) )
129		simplr 528	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) -> u < v )
130		simpllr 534	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) -> v e. RR )
131		axltwlin 8087	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( u e. RR /\ v e. RR /\ B e. RR ) -> ( u < v -> ( u < B \/ B < v ) ) )
132	27, 130, 29, 131	syl3anc 1249	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) -> ( u < v -> ( u < B \/ B < v ) ) )
133	129, 132	mpd 13	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) -> ( u < B \/ B < v ) )
134	45, 128, 133	mpjaodan 799	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ u < C ) -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < v ) )
135	6	ad5antr 496	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ C < v ) /\ z e. A ) -> A C_ RR )
136		simpr 110	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ C < v ) /\ z e. A ) -> z e. A )
137	135, 136	sseldd 3180	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ C < v ) /\ z e. A ) -> z e. RR )
138	3	ad5antr 496	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ C < v ) /\ z e. A ) -> C e. RR )
139		simp-4r 542	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ C < v ) /\ z e. A ) -> v e. RR )
140	13	ad5antr 496	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ C < v ) /\ z e. A ) -> B e. RR* )
141	15	ad5antr 496	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ C < v ) /\ z e. A ) -> C e. RR* )
142	1	ad5antr 496	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ C < v ) /\ z e. A ) -> A C_ ( B [,] C ) )
143	142, 136	sseldd 3180	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ C < v ) /\ z e. A ) -> z e. ( B [,] C ) )
144		iccleub 9997	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( B e. RR* /\ C e. RR* /\ z e. ( B [,] C ) ) -> z <_ C )
145	140, 141, 143, 144	syl3anc 1249	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ C < v ) /\ z e. A ) -> z <_ C )
146		simplr 528	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ C < v ) /\ z e. A ) -> C < v )
147	137, 138, 139, 145, 146	lelttrd 8144	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ C < v ) /\ z e. A ) -> z < v )
148	147	ralrimiva 2567	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ C < v ) -> A. z e. A z < v )
149	148	olcd 735	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) /\ C < v ) -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < v ) )
150		axltwlin 8087	. . . . . . . . . 10 |- ( ( u e. RR /\ v e. RR /\ C e. RR ) -> ( u < v -> ( u < C \/ C < v ) ) )
151	100, 119, 120, 150	syl3anc 1249	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) -> ( u < v -> ( u < C \/ C < v ) ) )
152	151	imp 124	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) -> ( u < C \/ C < v ) )
153	134, 149, 152	mpjaodan 799	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) /\ u < v ) -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < v ) )
154	153	ex 115	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ u e. RR ) /\ v e. RR ) -> ( u < v -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < v ) ) )
155	154	ralrimiva 2567	. . . . 5 |- ( ( ph /\ u e. RR ) -> A. v e. RR ( u < v -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < v ) ) )
156	155	ralrimiva 2567	. . . 4 |- ( ph -> A. u e. RR A. v e. RR ( u < v -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < v ) ) )
157		breq2 4033	. . . . . . 7 |- ( v = y -> ( u < v <-> u < y ) )
158		breq2 4033	. . . . . . . . 9 |- ( v = y -> ( z < v <-> z < y ) )
159	158	ralbidv 2494	. . . . . . . 8 |- ( v = y -> ( A. z e. A z < v <-> A. z e. A z < y ) )
160	159	orbi2d 791	. . . . . . 7 |- ( v = y -> ( ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < v ) <-> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < y ) ) )
161	157, 160	imbi12d 234	. . . . . 6 |- ( v = y -> ( ( u < v -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < v ) ) <-> ( u < y -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < y ) ) ) )
162	161	cbvralv 2726	. . . . 5 |- ( A. v e. RR ( u < v -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < v ) ) <-> A. y e. RR ( u < y -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < y ) ) )
163	162	ralbii 2500	. . . 4 |- ( A. u e. RR A. v e. RR ( u < v -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < v ) ) <-> A. u e. RR A. y e. RR ( u < y -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < y ) ) )
164	156, 163	sylib 122	. . 3 |- ( ph -> A. u e. RR A. y e. RR ( u < y -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < y ) ) )
165		breq1 4032	. . . . . 6 |- ( u = x -> ( u < y <-> x < y ) )
166		breq1 4032	. . . . . . . 8 |- ( u = x -> ( u < z <-> x < z ) )
167	166	rexbidv 2495	. . . . . . 7 |- ( u = x -> ( E. z e. A u < z <-> E. z e. A x < z ) )
168	167	orbi1d 792	. . . . . 6 |- ( u = x -> ( ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < y ) <-> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) ) )
169	165, 168	imbi12d 234	. . . . 5 |- ( u = x -> ( ( u < y -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < y ) ) <-> ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) ) ) )
170	169	ralbidv 2494	. . . 4 |- ( u = x -> ( A. y e. RR ( u < y -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < y ) ) <-> A. y e. RR ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) ) ) )
171	170	cbvralv 2726	. . 3 |- ( A. u e. RR A. y e. RR ( u < y -> ( E. z e. A u < z \/ A. z e. A z < y ) ) <-> A. x e. RR A. y e. RR ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) ) )
172	164, 171	sylib 122	. 2 |- ( ph -> A. x e. RR A. y e. RR ( x < y -> ( E. z e. A x < z \/ A. z e. A z < y ) ) )
173		axsuploc 8092	. 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 < y /\ A. y e. RR ( y < x -> E. z e. A y < z ) ) )
174	6, 7, 24, 172, 173	syl22anc 1250	1 |- ( ph -> 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 709   /\ w3a 980   = wceq 1364   E.wex 1503   e. wcel 2164   A.wral 2472   E.wrex 2473   C_ wss 3153   {cpr 3619   class class class wbr 4029  (class class class)co 5918   supcsup 7041  infcinf 7042   RRcr 7871   1c1 7873   + caddc 7875   RR*cxr 8053   < clt 8054   <_ cle 8055   [,]cicc 9957

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 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-coll 4144  ax-sep 4147  ax-nul 4155  ax-pow 4203  ax-pr 4238  ax-un 4464  ax-setind 4569  ax-iinf 4620  ax-cnex 7963  ax-resscn 7964  ax-1cn 7965  ax-1re 7966  ax-icn 7967  ax-addcl 7968  ax-addrcl 7969  ax-mulcl 7970  ax-mulrcl 7971  ax-addcom 7972  ax-mulcom 7973  ax-addass 7974  ax-mulass 7975  ax-distr 7976  ax-i2m1 7977  ax-0lt1 7978  ax-1rid 7979  ax-0id 7980  ax-rnegex 7981  ax-precex 7982  ax-cnre 7983  ax-pre-ltirr 7984  ax-pre-ltwlin 7985  ax-pre-lttrn 7986  ax-pre-apti 7987  ax-pre-ltadd 7988  ax-pre-mulgt0 7989  ax-pre-mulext 7990  ax-arch 7991  ax-caucvg 7992  ax-pre-suploc 7993

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ne 2365  df-nel 2460  df-ral 2477  df-rex 2478  df-reu 2479  df-rmo 2480  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2986  df-csb 3081  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-nul 3447  df-if 3558  df-pw 3603  df-sn 3624  df-pr 3625  df-op 3627  df-uni 3836  df-int 3871  df-iun 3914  df-br 4030  df-opab 4091  df-mpt 4092  df-tr 4128  df-id 4324  df-po 4327  df-iso 4328  df-iord 4397  df-on 4399  df-ilim 4400  df-suc 4402  df-iom 4623  df-xp 4665  df-rel 4666  df-cnv 4667  df-co 4668  df-dm 4669  df-rn 4670  df-res 4671  df-ima 4672  df-iota 5215  df-fun 5256  df-fn 5257  df-f 5258  df-f1 5259  df-fo 5260  df-f1o 5261  df-fv 5262  df-isom 5263  df-riota 5873  df-ov 5921  df-oprab 5922  df-mpo 5923  df-1st 6193  df-2nd 6194  df-recs 6358  df-frec 6444  df-sup 7043  df-inf 7044  df-pnf 8056  df-mnf 8057  df-xr 8058  df-ltxr 8059  df-le 8060  df-sub 8192  df-neg 8193  df-reap 8594  df-ap 8601  df-div 8692  df-inn 8983  df-2 9041  df-3 9042  df-4 9043  df-n0 9241  df-z 9318  df-uz 9593  df-rp 9720  df-icc 9961  df-seqfrec 10519  df-exp 10610  df-cj 10986  df-re 10987  df-im 10988  df-rsqrt 11142  df-abs 11143

This theorem is referenced by:  suplociccex  14779