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Theorem zsupssdc 11883
Description: An inhabited decidable bounded subset of integers has a supremum in the set. (The proof does not use ax-pre-suploc 7870.) (Contributed by Mario Carneiro, 21-Apr-2015.) (Revised by Jim Kingdon, 5-Oct-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
zsupssdc.a  |-  ( ph  ->  A  C_  ZZ )
zsupssdc.m  |-  ( ph  ->  E. x  x  e.  A )
zsupssdc.dc  |-  ( ph  ->  A. x  e.  ZZ DECID  x  e.  A )
zsupssdc.ub  |-  ( ph  ->  E. x  e.  ZZ  A. y  e.  A  y  <_  x )
Assertion
Ref Expression
zsupssdc  |-  ( ph  ->  E. x  e.  A  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  B  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
Distinct variable groups:    x, A, y, z    x, B    ph, y
Allowed substitution hints:    ph( x, z)    B( y, z)

Proof of Theorem zsupssdc
Dummy variables  a  m  n  w  b are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 zsupssdc.ub . . 3  |-  ( ph  ->  E. x  e.  ZZ  A. y  e.  A  y  <_  x )
2 breq1 3984 . . . . . 6  |-  ( y  =  m  ->  (
y  <_  x  <->  m  <_  x ) )
32cbvralvw 2695 . . . . 5  |-  ( A. y  e.  A  y  <_  x  <->  A. m  e.  A  m  <_  x )
4 breq2 3985 . . . . . 6  |-  ( x  =  n  ->  (
m  <_  x  <->  m  <_  n ) )
54ralbidv 2465 . . . . 5  |-  ( x  =  n  ->  ( A. m  e.  A  m  <_  x  <->  A. m  e.  A  m  <_  n ) )
63, 5syl5bb 191 . . . 4  |-  ( x  =  n  ->  ( A. y  e.  A  y  <_  x  <->  A. m  e.  A  m  <_  n ) )
76cbvrexvw 2696 . . 3  |-  ( E. x  e.  ZZ  A. y  e.  A  y  <_  x  <->  E. n  e.  ZZ  A. m  e.  A  m  <_  n )
81, 7sylib 121 . 2  |-  ( ph  ->  E. n  e.  ZZ  A. m  e.  A  m  <_  n )
9 zsupssdc.m . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  E. x  x  e.  A )
10 eleq1w 2226 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  a  ->  (
x  e.  A  <->  a  e.  A ) )
1110cbvexv 1906 . . . . . . 7  |-  ( E. x  x  e.  A  <->  E. a  a  e.  A
)
129, 11sylib 121 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  E. a  a  e.  A )
1312adantr 274 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  ->  E. a 
a  e.  A )
14 uzssz 9481 . . . . . . 7  |-  ( ZZ>= `  -u n )  C_  ZZ
15 rabss2 3224 . . . . . . 7  |-  ( (
ZZ>= `  -u n )  C_  ZZ  ->  { w  e.  ( ZZ>= `  -u n )  |  -u w  e.  A }  C_  { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } )
1614, 15ax-mp 5 . . . . . 6  |-  { w  e.  ( ZZ>= `  -u n )  |  -u w  e.  A }  C_  { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A }
17 negeq 8087 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( b  =  w  ->  -u b  =  -u w )
1817eleq1d 2234 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( b  =  w  ->  ( -u b  e.  A  <->  -u w  e.  A ) )
19 simp1rl 1052 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  w  e.  ZZ  /\  -u w  e.  A
)  ->  n  e.  ZZ )
2019znegcld 9311 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  w  e.  ZZ  /\  -u w  e.  A
)  ->  -u n  e.  ZZ )
21 simp2 988 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  w  e.  ZZ  /\  -u w  e.  A
)  ->  w  e.  ZZ )
2221zred 9309 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  w  e.  ZZ  /\  -u w  e.  A
)  ->  w  e.  RR )
2319zred 9309 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  w  e.  ZZ  /\  -u w  e.  A
)  ->  n  e.  RR )
24 breq1 3984 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( m  =  -u w  ->  (
m  <_  n  <->  -u w  <_  n ) )
25 simp1rr 1053 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  w  e.  ZZ  /\  -u w  e.  A
)  ->  A. m  e.  A  m  <_  n )
26 simp3 989 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  w  e.  ZZ  /\  -u w  e.  A
)  ->  -u w  e.  A )
2724, 25, 26rspcdva 2834 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  w  e.  ZZ  /\  -u w  e.  A
)  ->  -u w  <_  n )
2822, 23, 27lenegcon1d 8421 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  w  e.  ZZ  /\  -u w  e.  A
)  ->  -u n  <_  w )
29 eluz2 9468 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( w  e.  ( ZZ>= `  -u n
)  <->  ( -u n  e.  ZZ  /\  w  e.  ZZ  /\  -u n  <_  w ) )
3020, 21, 28, 29syl3anbrc 1171 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  w  e.  ZZ  /\  -u w  e.  A
)  ->  w  e.  ( ZZ>= `  -u n ) )
3118, 30, 26elrabd 2883 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  w  e.  ZZ  /\  -u w  e.  A
)  ->  w  e.  { b  e.  ( ZZ>= `  -u n )  |  -u b  e.  A }
)
3231rabssdv 3221 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  ->  { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A }  C_  { b  e.  ( ZZ>= `  -u n
)  |  -u b  e.  A } )
3318cbvrabv 2724 . . . . . . . . . . 11  |-  { b  e.  ( ZZ>= `  -u n
)  |  -u b  e.  A }  =  {
w  e.  ( ZZ>= `  -u n )  |  -u w  e.  A }
3432, 33sseqtrdi 3189 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  ->  { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A }  C_  { w  e.  ( ZZ>= `  -u n )  |  -u w  e.  A } )
3516a1i 9 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  ->  { w  e.  ( ZZ>= `  -u n )  |  -u w  e.  A }  C_  { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } )
3634, 35eqssd 3158 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  ->  { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A }  =  {
w  e.  ( ZZ>= `  -u n )  |  -u w  e.  A }
)
3736infeq1d 6973 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  -> inf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  = inf ( { w  e.  ( ZZ>= `  -u n )  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  ) )
3837adantr 274 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  -> inf ( {
w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  = inf ( { w  e.  ( ZZ>= `  -u n )  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  ) )
39 simprl 521 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  ->  n  e.  ZZ )
4039znegcld 9311 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  ->  -u n  e.  ZZ )
4140adantr 274 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  -u n  e.  ZZ )
42 eqid 2165 . . . . . . . 8  |-  { w  e.  ( ZZ>= `  -u n )  |  -u w  e.  A }  =  { w  e.  ( ZZ>= `  -u n )  |  -u w  e.  A }
43 negeq 8087 . . . . . . . . . 10  |-  ( w  =  -u a  ->  -u w  =  -u -u a )
4443eleq1d 2234 . . . . . . . . 9  |-  ( w  =  -u a  ->  ( -u w  e.  A  <->  -u -u a  e.  A ) )
45 zsupssdc.a . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  A  C_  ZZ )
4645ad2antrr 480 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  A  C_  ZZ )
47 simpr 109 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  a  e.  A )
4846, 47sseldd 3142 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  a  e.  ZZ )
4948znegcld 9311 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  -u a  e.  ZZ )
50 breq1 3984 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( m  =  a  ->  (
m  <_  n  <->  a  <_  n ) )
51 simplrr 526 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  A. m  e.  A  m  <_  n )
5250, 51, 47rspcdva 2834 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  a  <_  n )
5348zred 9309 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  a  e.  RR )
5439adantr 274 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  n  e.  ZZ )
5554zred 9309 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  n  e.  RR )
5653, 55lenegd 8418 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  ( a  <_  n  <->  -u n  <_  -u a
) )
5752, 56mpbid 146 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  -u n  <_  -u a )
58 eluz2 9468 . . . . . . . . . 10  |-  ( -u a  e.  ( ZZ>= `  -u n )  <->  ( -u n  e.  ZZ  /\  -u a  e.  ZZ  /\  -u n  <_ 
-u a ) )
5941, 49, 57, 58syl3anbrc 1171 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  -u a  e.  ( ZZ>= `  -u n ) )
6048zcnd 9310 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  a  e.  CC )
6160negnegd 8196 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  -u -u a  =  a )
6261, 47eqeltrd 2242 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  -u -u a  e.  A )
6344, 59, 62elrabd 2883 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  -u a  e. 
{ w  e.  (
ZZ>= `  -u n )  | 
-u w  e.  A } )
64 eleq1 2228 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  =  -u w  ->  (
x  e.  A  <->  -u w  e.  A ) )
6564dcbid 828 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  -u w  ->  (DECID  x  e.  A  <-> DECID  -u w  e.  A ) )
66 zsupssdc.dc . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  A. x  e.  ZZ DECID  x  e.  A )
6766ad2antrr 480 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  w  e.  (
-u n ... -u a
) )  ->  A. x  e.  ZZ DECID  x  e.  A )
68 elfzelz 9956 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( w  e.  ( -u n ... -u a )  ->  w  e.  ZZ )
6968adantl 275 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  w  e.  (
-u n ... -u a
) )  ->  w  e.  ZZ )
7069znegcld 9311 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  w  e.  (
-u n ... -u a
) )  ->  -u w  e.  ZZ )
7165, 67, 70rspcdva 2834 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  w  e.  (
-u n ... -u a
) )  -> DECID  -u w  e.  A
)
7271adantlr 469 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ph  /\  ( n  e.  ZZ  /\ 
A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  /\  w  e.  ( -u n ... -u a
) )  -> DECID  -u w  e.  A
)
7341, 42, 63, 72infssuzcldc 11880 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  -> inf ( {
w  e.  ( ZZ>= `  -u n )  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  e.  { w  e.  (
ZZ>= `  -u n )  | 
-u w  e.  A } )
7438, 73eqeltrd 2242 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  -> inf ( {
w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  e.  { w  e.  (
ZZ>= `  -u n )  | 
-u w  e.  A } )
7516, 74sselid 3139 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  -> inf ( {
w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  e.  { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } )
7613, 75exlimddv 1886 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  -> inf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  e.  { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } )
77 negeq 8087 . . . . . . 7  |-  ( n  = inf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  ->  -u n  =  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  ) )
7877eleq1d 2234 . . . . . 6  |-  ( n  = inf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  ->  ( -u n  e.  A  <->  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  e.  A ) )
79 negeq 8087 . . . . . . . 8  |-  ( w  =  n  ->  -u w  =  -u n )
8079eleq1d 2234 . . . . . . 7  |-  ( w  =  n  ->  ( -u w  e.  A  <->  -u n  e.  A ) )
8180cbvrabv 2724 . . . . . 6  |-  { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A }  =  {
n  e.  ZZ  |  -u n  e.  A }
8278, 81elrab2 2884 . . . . 5  |-  (inf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  e.  { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A }  <->  (inf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  e.  ZZ  /\  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  e.  A
) )
8382simprbi 273 . . . 4  |-  (inf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  e.  { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A }  ->  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  e.  A )
8476, 83syl 14 . . 3  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  ->  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  e.  A )
85 ssrab2 3226 . . . . . . . . 9  |-  { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A }  C_  ZZ
8685, 75sselid 3139 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  -> inf ( {
w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  e.  ZZ )
8786zred 9309 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  -> inf ( {
w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  e.  RR )
8887renegcld 8274 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  e.  RR )
8941, 42, 63, 72infssuzledc 11879 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  -> inf ( {
w  e.  ( ZZ>= `  -u n )  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  <_ 
-u a )
9038, 89eqbrtrd 4003 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  -> inf ( {
w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  <_ 
-u a )
9187, 53, 90lenegcon2d 8422 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  a  <_  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  ) )
9253, 88, 91lensymd 8016 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  (
n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  /\  a  e.  A
)  ->  -.  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  <  a )
9392ralrimiva 2538 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  ->  A. a  e.  A  -.  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  <  a )
94 breq2 3985 . . . . . 6  |-  ( a  =  y  ->  ( -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  <  a  <->  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  <  y
) )
9594notbid 657 . . . . 5  |-  ( a  =  y  ->  ( -.  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  <  a  <->  -.  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  <  y
) )
9695cbvralv 2691 . . . 4  |-  ( A. a  e.  A  -.  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  <  a  <->  A. y  e.  A  -.  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  <  y
)
9793, 96sylib 121 . . 3  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  ->  A. y  e.  A  -.  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  <  y )
98 breq2 3985 . . . . . . 7  |-  ( z  =  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  ->  (
y  <  z  <->  y  <  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  ) ) )
9998rspcev 2829 . . . . . 6  |-  ( (
-uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  e.  A  /\  y  <  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )
)  ->  E. z  e.  A  y  <  z )
10099ex 114 . . . . 5  |-  ( -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  e.  A  -> 
( y  <  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )
10184, 100syl 14 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  ->  (
y  <  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )
102101ralrimivw 2539 . . 3  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  ->  A. y  e.  B  ( y  <  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )
103 breq1 3984 . . . . . . 7  |-  ( x  =  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  ->  (
x  <  y  <->  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  <  y ) )
104103notbid 657 . . . . . 6  |-  ( x  =  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  ->  ( -.  x  <  y  <->  -.  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  <  y ) )
105104ralbidv 2465 . . . . 5  |-  ( x  =  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  ->  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  <->  A. y  e.  A  -.  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  <  y ) )
106 breq2 3985 . . . . . . 7  |-  ( x  =  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  ->  (
y  <  x  <->  y  <  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  ) ) )
107106imbi1d 230 . . . . . 6  |-  ( x  =  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  ->  (
( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z )  <->  ( y  <  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
108107ralbidv 2465 . . . . 5  |-  ( x  =  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  ->  ( A. y  e.  B  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z )  <->  A. y  e.  B  ( y  <  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
109105, 108anbi12d 465 . . . 4  |-  ( x  =  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  ->  (
( A. y  e.  A  -.  x  < 
y  /\  A. y  e.  B  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )  <->  ( A. y  e.  A  -.  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  <  y  /\  A. y  e.  B  ( y  <  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) ) )
110109rspcev 2829 . . 3  |-  ( (
-uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  e.  A  /\  ( A. y  e.  A  -.  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  <  y  /\  A. y  e.  B  ( y  <  -uinf ( { w  e.  ZZ  |  -u w  e.  A } ,  RR ,  <  )  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )  ->  E. x  e.  A  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  B  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
11184, 97, 102, 110syl12anc 1226 . 2  |-  ( (
ph  /\  ( n  e.  ZZ  /\  A. m  e.  A  m  <_  n ) )  ->  E. x  e.  A  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  B  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
1128, 111rexlimddv 2587 1  |-  ( ph  ->  E. x  e.  A  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  B  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 103  DECID wdc 824    /\ w3a 968    = wceq 1343   E.wex 1480    e. wcel 2136   A.wral 2443   E.wrex 2444   {crab 2447    C_ wss 3115   class class class wbr 3981   ` cfv 5187  (class class class)co 5841  infcinf 6944   RRcr 7748    < clt 7929    <_ cle 7930   -ucneg 8066   ZZcz 9187   ZZ>=cuz 9462   ...cfz 9940
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1435  ax-7 1436  ax-gen 1437  ax-ie1 1481  ax-ie2 1482  ax-8 1492  ax-10 1493  ax-11 1494  ax-i12 1495  ax-bndl 1497  ax-4 1498  ax-17 1514  ax-i9 1518  ax-ial 1522  ax-i5r 1523  ax-13 2138  ax-14 2139  ax-ext 2147  ax-sep 4099  ax-pow 4152  ax-pr 4186  ax-un 4410  ax-setind 4513  ax-cnex 7840  ax-resscn 7841  ax-1cn 7842  ax-1re 7843  ax-icn 7844  ax-addcl 7845  ax-addrcl 7846  ax-mulcl 7847  ax-addcom 7849  ax-addass 7851  ax-distr 7853  ax-i2m1 7854  ax-0lt1 7855  ax-0id 7857  ax-rnegex 7858  ax-cnre 7860  ax-pre-ltirr 7861  ax-pre-ltwlin 7862  ax-pre-lttrn 7863  ax-pre-apti 7864  ax-pre-ltadd 7865
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 825  df-3or 969  df-3an 970  df-tru 1346  df-fal 1349  df-nf 1449  df-sb 1751  df-eu 2017  df-mo 2018  df-clab 2152  df-cleq 2158  df-clel 2161  df-nfc 2296  df-ne 2336  df-nel 2431  df-ral 2448  df-rex 2449  df-reu 2450  df-rmo 2451  df-rab 2452  df-v 2727  df-sbc 2951  df-csb 3045  df-dif 3117  df-un 3119  df-in 3121  df-ss 3128  df-pw 3560  df-sn 3581  df-pr 3582  df-op 3584  df-uni 3789  df-int 3824  df-iun 3867  df-br 3982  df-opab 4043  df-mpt 4044  df-id 4270  df-po 4273  df-iso 4274  df-xp 4609  df-rel 4610  df-cnv 4611  df-co 4612  df-dm 4613  df-rn 4614  df-res 4615  df-ima 4616  df-iota 5152  df-fun 5189  df-fn 5190  df-f 5191  df-f1 5192  df-fo 5193  df-f1o 5194  df-fv 5195  df-isom 5196  df-riota 5797  df-ov 5844  df-oprab 5845  df-mpo 5846  df-1st 6105  df-2nd 6106  df-sup 6945  df-inf 6946  df-pnf 7931  df-mnf 7932  df-xr 7933  df-ltxr 7934  df-le 7935  df-sub 8067  df-neg 8068  df-inn 8854  df-n0 9111  df-z 9188  df-uz 9463  df-fz 9941  df-fzo 10074
This theorem is referenced by:  suprzcl2dc  11884
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