ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  rexanre GIF version

Theorem rexanre 10618
Description: Combine two different upper real properties into one. (Contributed by Mario Carneiro, 8-May-2016.)
Assertion
Ref Expression
rexanre (𝐴 ⊆ ℝ → (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) ↔ (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑) ∧ ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓))))
Distinct variable groups:   𝑗,𝑘,𝐴   𝜑,𝑗   𝜓,𝑗
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘)   𝜓(𝑘)

Proof of Theorem rexanre
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpl 107 . . . . . 6 ((𝜑𝜓) → 𝜑)
21imim2i 12 . . . . 5 ((𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) → (𝑗𝑘𝜑))
32ralimi 2438 . . . 4 (∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) → ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑))
43reximi 2470 . . 3 (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) → ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑))
5 simpr 108 . . . . . 6 ((𝜑𝜓) → 𝜓)
65imim2i 12 . . . . 5 ((𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) → (𝑗𝑘𝜓))
76ralimi 2438 . . . 4 (∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) → ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓))
87reximi 2470 . . 3 (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) → ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓))
94, 8jca 300 . 2 (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) → (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑) ∧ ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓)))
10 breq1 3840 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑥 → (𝑗𝑘𝑥𝑘))
1110imbi1d 229 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑥 → ((𝑗𝑘𝜑) ↔ (𝑥𝑘𝜑)))
1211ralbidv 2380 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑥 → (∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑) ↔ ∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑)))
1312cbvrexv 2591 . . . . 5 (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑) ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑))
14 breq1 3840 . . . . . . . 8 (𝑗 = 𝑦 → (𝑗𝑘𝑦𝑘))
1514imbi1d 229 . . . . . . 7 (𝑗 = 𝑦 → ((𝑗𝑘𝜓) ↔ (𝑦𝑘𝜓)))
1615ralbidv 2380 . . . . . 6 (𝑗 = 𝑦 → (∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓) ↔ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)))
1716cbvrexv 2591 . . . . 5 (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓) ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓))
1813, 17anbi12i 448 . . . 4 ((∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑) ∧ ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓)) ↔ (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑) ∧ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)))
19 reeanv 2536 . . . 4 (∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ (∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑) ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)) ↔ (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑) ∧ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)))
2018, 19bitr4i 185 . . 3 ((∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑) ∧ ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓)) ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ (∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑) ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)))
21 maxcl 10608 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ∈ ℝ)
2221adantl 271 . . . . 5 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ∈ ℝ)
23 r19.26 2497 . . . . . 6 (∀𝑘𝐴 ((𝑥𝑘𝜑) ∧ (𝑦𝑘𝜓)) ↔ (∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑) ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)))
24 prth 336 . . . . . . . 8 (((𝑥𝑘𝜑) ∧ (𝑦𝑘𝜓)) → ((𝑥𝑘𝑦𝑘) → (𝜑𝜓)))
25 simplrl 502 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑘𝐴) → 𝑥 ∈ ℝ)
26 simplrr 503 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑘𝐴) → 𝑦 ∈ ℝ)
27 simpl 107 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → 𝐴 ⊆ ℝ)
2827sselda 3023 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑘𝐴) → 𝑘 ∈ ℝ)
29 maxleastb 10612 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ) → (sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 ↔ (𝑥𝑘𝑦𝑘)))
3025, 26, 28, 29syl3anc 1174 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑘𝐴) → (sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 ↔ (𝑥𝑘𝑦𝑘)))
3130imbi1d 229 . . . . . . . 8 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑘𝐴) → ((sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 → (𝜑𝜓)) ↔ ((𝑥𝑘𝑦𝑘) → (𝜑𝜓))))
3224, 31syl5ibr 154 . . . . . . 7 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) ∧ 𝑘𝐴) → (((𝑥𝑘𝜑) ∧ (𝑦𝑘𝜓)) → (sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 → (𝜑𝜓))))
3332ralimdva 2441 . . . . . 6 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → (∀𝑘𝐴 ((𝑥𝑘𝜑) ∧ (𝑦𝑘𝜓)) → ∀𝑘𝐴 (sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 → (𝜑𝜓))))
3423, 33syl5bir 151 . . . . 5 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → ((∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑) ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)) → ∀𝑘𝐴 (sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 → (𝜑𝜓))))
35 breq1 3840 . . . . . . . 8 (𝑗 = sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) → (𝑗𝑘 ↔ sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘))
3635imbi1d 229 . . . . . . 7 (𝑗 = sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) → ((𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) ↔ (sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 → (𝜑𝜓))))
3736ralbidv 2380 . . . . . 6 (𝑗 = sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) → (∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) ↔ ∀𝑘𝐴 (sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 → (𝜑𝜓))))
3837rspcev 2722 . . . . 5 ((sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ∈ ℝ ∧ ∀𝑘𝐴 (sup({𝑥, 𝑦}, ℝ, < ) ≤ 𝑘 → (𝜑𝜓))) → ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)))
3922, 34, 38syl6an 1368 . . . 4 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ)) → ((∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑) ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)) → ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓))))
4039rexlimdvva 2496 . . 3 (𝐴 ⊆ ℝ → (∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ (∀𝑘𝐴 (𝑥𝑘𝜑) ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑦𝑘𝜓)) → ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓))))
4120, 40syl5bi 150 . 2 (𝐴 ⊆ ℝ → ((∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑) ∧ ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓)) → ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓))))
429, 41impbid2 141 1 (𝐴 ⊆ ℝ → (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘 → (𝜑𝜓)) ↔ (∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜑) ∧ ∃𝑗 ∈ ℝ ∀𝑘𝐴 (𝑗𝑘𝜓))))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 102  wb 103   = wceq 1289  wcel 1438  wral 2359  wrex 2360  wss 2997  {cpr 3442   class class class wbr 3837  supcsup 6656  cr 7328   < clt 7501  cle 7502
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 104  ax-ia2 105  ax-ia3 106  ax-in1 579  ax-in2 580  ax-io 665  ax-5 1381  ax-7 1382  ax-gen 1383  ax-ie1 1427  ax-ie2 1428  ax-8 1440  ax-10 1441  ax-11 1442  ax-i12 1443  ax-bndl 1444  ax-4 1445  ax-13 1449  ax-14 1450  ax-17 1464  ax-i9 1468  ax-ial 1472  ax-i5r 1473  ax-ext 2070  ax-coll 3946  ax-sep 3949  ax-nul 3957  ax-pow 4001  ax-pr 4027  ax-un 4251  ax-setind 4343  ax-iinf 4393  ax-cnex 7415  ax-resscn 7416  ax-1cn 7417  ax-1re 7418  ax-icn 7419  ax-addcl 7420  ax-addrcl 7421  ax-mulcl 7422  ax-mulrcl 7423  ax-addcom 7424  ax-mulcom 7425  ax-addass 7426  ax-mulass 7427  ax-distr 7428  ax-i2m1 7429  ax-0lt1 7430  ax-1rid 7431  ax-0id 7432  ax-rnegex 7433  ax-precex 7434  ax-cnre 7435  ax-pre-ltirr 7436  ax-pre-ltwlin 7437  ax-pre-lttrn 7438  ax-pre-apti 7439  ax-pre-ltadd 7440  ax-pre-mulgt0 7441  ax-pre-mulext 7442  ax-arch 7443  ax-caucvg 7444
This theorem depends on definitions:  df-bi 115  df-dc 781  df-3or 925  df-3an 926  df-tru 1292  df-fal 1295  df-nf 1395  df-sb 1693  df-eu 1951  df-mo 1952  df-clab 2075  df-cleq 2081  df-clel 2084  df-nfc 2217  df-ne 2256  df-nel 2351  df-ral 2364  df-rex 2365  df-reu 2366  df-rmo 2367  df-rab 2368  df-v 2621  df-sbc 2839  df-csb 2932  df-dif 2999  df-un 3001  df-in 3003  df-ss 3010  df-nul 3285  df-if 3390  df-pw 3427  df-sn 3447  df-pr 3448  df-op 3450  df-uni 3649  df-int 3684  df-iun 3727  df-br 3838  df-opab 3892  df-mpt 3893  df-tr 3929  df-id 4111  df-po 4114  df-iso 4115  df-iord 4184  df-on 4186  df-ilim 4187  df-suc 4189  df-iom 4396  df-xp 4434  df-rel 4435  df-cnv 4436  df-co 4437  df-dm 4438  df-rn 4439  df-res 4440  df-ima 4441  df-iota 4967  df-fun 5004  df-fn 5005  df-f 5006  df-f1 5007  df-fo 5008  df-f1o 5009  df-fv 5010  df-riota 5590  df-ov 5637  df-oprab 5638  df-mpt2 5639  df-1st 5893  df-2nd 5894  df-recs 6052  df-frec 6138  df-sup 6658  df-pnf 7503  df-mnf 7504  df-xr 7505  df-ltxr 7506  df-le 7507  df-sub 7634  df-neg 7635  df-reap 8028  df-ap 8035  df-div 8114  df-inn 8395  df-2 8452  df-3 8453  df-4 8454  df-n0 8644  df-z 8721  df-uz 8989  df-rp 9104  df-iseq 9818  df-seq3 9819  df-exp 9920  df-cj 10241  df-re 10242  df-im 10243  df-rsqrt 10396  df-abs 10397
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator