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Theorem lble 8717
 Description: If a set of reals contains a lower bound, the lower bound is less than or equal to all members of the set. (Contributed by NM, 9-Oct-2005.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 24-Dec-2016.)
Assertion
Ref Expression
lble ((𝑆 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦𝐴𝑆) → (𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ≤ 𝐴)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑆   𝑦,𝐴
Allowed substitution hint:   𝐴(𝑥)

Proof of Theorem lble
StepHypRef Expression
1 lbreu 8715 . . . . 5 ((𝑆 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) → ∃!𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦)
2 nfcv 2281 . . . . . . 7 𝑥𝑆
3 nfriota1 5737 . . . . . . . 8 𝑥(𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦)
4 nfcv 2281 . . . . . . . 8 𝑥
5 nfcv 2281 . . . . . . . 8 𝑥𝑦
63, 4, 5nfbr 3974 . . . . . . 7 𝑥(𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ≤ 𝑦
72, 6nfralxy 2471 . . . . . 6 𝑥𝑦𝑆 (𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ≤ 𝑦
8 eqid 2139 . . . . . 6 (𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) = (𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦)
9 nfra1 2466 . . . . . . . . 9 𝑦𝑦𝑆 𝑥𝑦
10 nfcv 2281 . . . . . . . . 9 𝑦𝑆
119, 10nfriota 5739 . . . . . . . 8 𝑦(𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦)
1211nfeq2 2293 . . . . . . 7 𝑦 𝑥 = (𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦)
13 breq1 3932 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) → (𝑥𝑦 ↔ (𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ≤ 𝑦))
1412, 13ralbid 2435 . . . . . 6 (𝑥 = (𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) → (∀𝑦𝑆 𝑥𝑦 ↔ ∀𝑦𝑆 (𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ≤ 𝑦))
157, 8, 14riotaprop 5753 . . . . 5 (∃!𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦 → ((𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ∈ 𝑆 ∧ ∀𝑦𝑆 (𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ≤ 𝑦))
161, 15syl 14 . . . 4 ((𝑆 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) → ((𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ∈ 𝑆 ∧ ∀𝑦𝑆 (𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ≤ 𝑦))
1716simprd 113 . . 3 ((𝑆 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) → ∀𝑦𝑆 (𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ≤ 𝑦)
18 nfcv 2281 . . . . 5 𝑦
19 nfcv 2281 . . . . 5 𝑦𝐴
2011, 18, 19nfbr 3974 . . . 4 𝑦(𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ≤ 𝐴
21 breq2 3933 . . . 4 (𝑦 = 𝐴 → ((𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ≤ 𝑦 ↔ (𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ≤ 𝐴))
2220, 21rspc 2783 . . 3 (𝐴𝑆 → (∀𝑦𝑆 (𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ≤ 𝑦 → (𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ≤ 𝐴))
2317, 22mpan9 279 . 2 (((𝑆 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ∧ 𝐴𝑆) → (𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ≤ 𝐴)
24233impa 1176 1 ((𝑆 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦𝐴𝑆) → (𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) ≤ 𝐴)
 Colors of variables: wff set class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ∧ w3a 962   = wceq 1331   ∈ wcel 1480  ∀wral 2416  ∃wrex 2417  ∃!wreu 2418   ⊆ wss 3071   class class class wbr 3929  ℩crio 5729  ℝcr 7631   ≤ cle 7813 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 603  ax-in2 604  ax-io 698  ax-5 1423  ax-7 1424  ax-gen 1425  ax-ie1 1469  ax-ie2 1470  ax-8 1482  ax-10 1483  ax-11 1484  ax-i12 1485  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-13 1491  ax-14 1492  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2121  ax-sep 4046  ax-pow 4098  ax-pr 4131  ax-un 4355  ax-setind 4452  ax-cnex 7723  ax-resscn 7724  ax-pre-ltirr 7744  ax-pre-apti 7747 This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 964  df-tru 1334  df-fal 1337  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2002  df-mo 2003  df-clab 2126  df-cleq 2132  df-clel 2135  df-nfc 2270  df-ne 2309  df-nel 2404  df-ral 2421  df-rex 2422  df-reu 2423  df-rmo 2424  df-rab 2425  df-v 2688  df-sbc 2910  df-dif 3073  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-pw 3512  df-sn 3533  df-pr 3534  df-op 3536  df-uni 3737  df-br 3930  df-opab 3990  df-xp 4545  df-cnv 4547  df-iota 5088  df-riota 5730  df-pnf 7814  df-mnf 7815  df-xr 7816  df-ltxr 7817  df-le 7818 This theorem is referenced by:  lbinf  8718  lbinfle  8720
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