Theorem infglbti 7002

Description: An infimum is the greatest lower bound. See also infclti 7000 and inflbti 7001. (Contributed by Jim Kingdon, 18-Dec-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
infclti.ti	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴)) → (𝑢 = 𝑣 ↔ (¬ 𝑢𝑅𝑣 ∧ ¬ 𝑣𝑅𝑢)))
infclti.ex	⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (∀𝑦 ∈ 𝐵 ¬ 𝑦𝑅𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐴 (𝑥𝑅𝑦 → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑧𝑅𝑦)))

Assertion

Ref	Expression
infglbti	⊢ (𝜑 → ((𝐶 ∈ 𝐴 ∧ inf(𝐵, 𝐴, 𝑅)𝑅𝐶) → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑧𝑅𝐶))

Distinct variable groups:   𝑢,𝐴,𝑣,𝑥,𝑦,𝑧   𝑢,𝐵,𝑣,𝑥,𝑦,𝑧   𝑢,𝑅,𝑣,𝑥,𝑦,𝑧   𝜑,𝑢,𝑣,𝑥,𝑦,𝑧   𝑧,𝐶

Allowed substitution hints:   𝐶(𝑥,𝑦,𝑣,𝑢)

Proof of Theorem infglbti

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-inf 6962	. . . . 5 ⊢ inf(𝐵, 𝐴, 𝑅) = sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)
2	1	breq1i 3996	. . . 4 ⊢ (inf(𝐵, 𝐴, 𝑅)𝑅𝐶 ↔ sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)𝑅𝐶)
3		simpr 109	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → 𝐶 ∈ 𝐴)
4		infclti.ti	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴)) → (𝑢 = 𝑣 ↔ (¬ 𝑢𝑅𝑣 ∧ ¬ 𝑣𝑅𝑢)))
5	4	cnvti 6996	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑢 ∈ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴)) → (𝑢 = 𝑣 ↔ (¬ 𝑢◡𝑅𝑣 ∧ ¬ 𝑣◡𝑅𝑢)))
6		infclti.ex	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (∀𝑦 ∈ 𝐵 ¬ 𝑦𝑅𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐴 (𝑥𝑅𝑦 → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑧𝑅𝑦)))
7	6	cnvinfex 6995	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (∀𝑦 ∈ 𝐵 ¬ 𝑥◡𝑅𝑦 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐴 (𝑦◡𝑅𝑥 → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑦◡𝑅𝑧)))
8	5, 7	supclti 6975	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅) ∈ 𝐴)
9	8	adantr 274	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅) ∈ 𝐴)
10		brcnvg 4792	. . . . . 6 ⊢ ((𝐶 ∈ 𝐴 ∧ sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅) ∈ 𝐴) → (𝐶◡𝑅sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅) ↔ sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)𝑅𝐶))
11	10	bicomd 140	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ 𝐴 ∧ sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅) ∈ 𝐴) → (sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)𝑅𝐶 ↔ 𝐶◡𝑅sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)))
12	3, 9, 11	syl2anc 409	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → (sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)𝑅𝐶 ↔ 𝐶◡𝑅sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)))
13	2, 12	syl5bb 191	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → (inf(𝐵, 𝐴, 𝑅)𝑅𝐶 ↔ 𝐶◡𝑅sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)))
14	5, 7	suplubti 6977	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶◡𝑅sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)) → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝐶◡𝑅𝑧))
15	14	expdimp 257	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → (𝐶◡𝑅sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅) → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝐶◡𝑅𝑧))
16		vex 2733	. . . . . 6 ⊢ 𝑧 ∈ V
17		brcnvg 4792	. . . . . 6 ⊢ ((𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝑧 ∈ V) → (𝐶◡𝑅𝑧 ↔ 𝑧𝑅𝐶))
18	3, 16, 17	sylancl 411	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → (𝐶◡𝑅𝑧 ↔ 𝑧𝑅𝐶))
19	18	rexbidv 2471	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → (∃𝑧 ∈ 𝐵 𝐶◡𝑅𝑧 ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑧𝑅𝐶))
20	15, 19	sylibd 148	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → (𝐶◡𝑅sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅) → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑧𝑅𝐶))
21	13, 20	sylbid 149	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → (inf(𝐵, 𝐴, 𝑅)𝑅𝐶 → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑧𝑅𝐶))
22	21	expimpd 361	1 ⊢ (𝜑 → ((𝐶 ∈ 𝐴 ∧ inf(𝐵, 𝐴, 𝑅)𝑅𝐶) → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑧𝑅𝐶))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∈ wcel 2141  ∀wral 2448  ∃wrex 2449  Vcvv 2730   class class class wbr 3989  ^◡ccnv 4610  supcsup 6959  infcinf 6960

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 609  ax-in2 610  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-sep 4107  ax-pow 4160  ax-pr 4194

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 975  df-tru 1351  df-fal 1354  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ral 2453  df-rex 2454  df-reu 2455  df-rmo 2456  df-rab 2457  df-v 2732  df-sbc 2956  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-pw 3568  df-sn 3589  df-pr 3590  df-op 3592  df-uni 3797  df-br 3990  df-opab 4051  df-cnv 4619  df-iota 5160  df-riota 5809  df-sup 6961  df-inf 6962

This theorem is referenced by:  infnlbti  7003  zssinfcl  11903