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Theorem xrmaxaddlem 12045
Description: Lemma for xrmaxadd 12046. The case where 𝐴 is real. (Contributed by Jim Kingdon, 11-May-2023.)
Assertion
Ref Expression
xrmaxaddlem ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → sup({(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)}, ℝ*, < ) = (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))

Proof of Theorem xrmaxaddlem
Dummy variables 𝑓 𝑔 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 xrlttri3 10210 . . 3 ((𝑓 ∈ ℝ* ∧ 𝑔 ∈ ℝ*) → (𝑓 = 𝑔 ↔ (¬ 𝑓 < 𝑔 ∧ ¬ 𝑔 < 𝑓)))
21adantl 277 . 2 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑓 ∈ ℝ* ∧ 𝑔 ∈ ℝ*)) → (𝑓 = 𝑔 ↔ (¬ 𝑓 < 𝑔 ∧ ¬ 𝑔 < 𝑓)))
3 rexr 8372 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ → 𝐴 ∈ ℝ*)
4 simp1 1028 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → 𝐴 ∈ ℝ*)
5 simp2 1029 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → 𝐵 ∈ ℝ*)
6 simp3 1030 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → 𝐶 ∈ ℝ*)
7 xrmaxcl 12037 . . . . 5 ((𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
85, 6, 7syl2anc 415 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
94, 8xaddcld 10297 . . 3 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) ∈ ℝ*)
103, 9syl3an1 1311 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) ∈ ℝ*)
11 elpri 3732 . . . . 5 (𝑥 ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)} → (𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐵) ∨ 𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐶)))
12 simpr 110 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ 𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐵)) → 𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐵))
13 xrmax1sup 12038 . . . . . . . . . 10 ((𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → 𝐵 ≤ sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ))
145, 6, 13syl2anc 415 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → 𝐵 ≤ sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ))
15 xleadd2a 10287 . . . . . . . . 9 (((𝐵 ∈ ℝ* ∧ sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ) ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ∈ ℝ*) ∧ 𝐵 ≤ sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) → (𝐴 +𝑒 𝐵) ≤ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))
165, 8, 4, 14, 15syl31anc 1281 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → (𝐴 +𝑒 𝐵) ≤ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))
1716adantr 276 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ 𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐵)) → (𝐴 +𝑒 𝐵) ≤ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))
1812, 17eqbrtrd 4152 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ 𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐵)) → 𝑥 ≤ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))
19 simpr 110 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ 𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐶)) → 𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐶))
20 xrmax2sup 12039 . . . . . . . . . 10 ((𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → 𝐶 ≤ sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ))
215, 6, 20syl2anc 415 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → 𝐶 ≤ sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ))
22 xleadd2a 10287 . . . . . . . . 9 (((𝐶 ∈ ℝ* ∧ sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ) ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ∈ ℝ*) ∧ 𝐶 ≤ sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) → (𝐴 +𝑒 𝐶) ≤ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))
236, 8, 4, 21, 22syl31anc 1281 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → (𝐴 +𝑒 𝐶) ≤ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))
2423adantr 276 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ 𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐶)) → (𝐴 +𝑒 𝐶) ≤ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))
2519, 24eqbrtrd 4152 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ 𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐶)) → 𝑥 ≤ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))
2618, 25jaodan 809 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐵) ∨ 𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐶))) → 𝑥 ≤ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))
2711, 26sylan2 286 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ 𝑥 ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)}) → 𝑥 ≤ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))
284, 5xaddcld 10297 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → (𝐴 +𝑒 𝐵) ∈ ℝ*)
2928adantr 276 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ 𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐵)) → (𝐴 +𝑒 𝐵) ∈ ℝ*)
3012, 29eqeltrd 2315 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ 𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐵)) → 𝑥 ∈ ℝ*)
314, 6xaddcld 10297 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → (𝐴 +𝑒 𝐶) ∈ ℝ*)
3231adantr 276 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ 𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐶)) → (𝐴 +𝑒 𝐶) ∈ ℝ*)
3319, 32eqeltrd 2315 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ 𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐶)) → 𝑥 ∈ ℝ*)
3430, 33jaodan 809 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐵) ∨ 𝑥 = (𝐴 +𝑒 𝐶))) → 𝑥 ∈ ℝ*)
3511, 34sylan2 286 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ 𝑥 ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)}) → 𝑥 ∈ ℝ*)
369adantr 276 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ 𝑥 ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)}) → (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) ∈ ℝ*)
37 xrlenlt 8391 . . . . 5 ((𝑥 ∈ ℝ* ∧ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) ∈ ℝ*) → (𝑥 ≤ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) ↔ ¬ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) < 𝑥))
3835, 36, 37syl2anc 415 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ 𝑥 ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)}) → (𝑥 ≤ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) ↔ ¬ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) < 𝑥))
3927, 38mpbid 147 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ 𝑥 ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)}) → ¬ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) < 𝑥)
403, 39syl3anl1 1326 . 2 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ 𝑥 ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)}) → ¬ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) < 𝑥)
4133ad2ant1 1049 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → 𝐴 ∈ ℝ*)
4241adantr 276 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → 𝐴 ∈ ℝ*)
4342adantr 276 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ*)
44 simpl2 1032 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → 𝐵 ∈ ℝ*)
4544adantr 276 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ*)
4643, 45xaddcld 10297 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵) → (𝐴 +𝑒 𝐵) ∈ ℝ*)
47 prid1g 3815 . . . . 5 ((𝐴 +𝑒 𝐵) ∈ ℝ* → (𝐴 +𝑒 𝐵) ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)})
4846, 47syl 14 . . . 4 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵) → (𝐴 +𝑒 𝐵) ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)})
49 simpr 110 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵) → (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵)
50 simprl 535 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → 𝑥 ∈ ℝ*)
5142xnegcld 10268 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → -𝑒𝐴 ∈ ℝ*)
5250, 51xaddcld 10297 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) ∈ ℝ*)
5352adantr 276 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵) → (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) ∈ ℝ*)
54 simpl1 1031 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → 𝐴 ∈ ℝ)
5554adantr 276 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ)
56 xltadd1 10289 . . . . . . 7 (((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵 ↔ ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) +𝑒 𝐴) < (𝐵 +𝑒 𝐴)))
5753, 45, 55, 56syl3anc 1278 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵) → ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵 ↔ ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) +𝑒 𝐴) < (𝐵 +𝑒 𝐴)))
5849, 57mpbid 147 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵) → ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) +𝑒 𝐴) < (𝐵 +𝑒 𝐴))
59 xnpcan 10285 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) +𝑒 𝐴) = 𝑥)
6050, 54, 59syl2anc 415 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) +𝑒 𝐴) = 𝑥)
6160adantr 276 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵) → ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) +𝑒 𝐴) = 𝑥)
62 xaddcom 10274 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ∈ ℝ*) → (𝐵 +𝑒 𝐴) = (𝐴 +𝑒 𝐵))
6345, 43, 62syl2anc 415 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵) → (𝐵 +𝑒 𝐴) = (𝐴 +𝑒 𝐵))
6458, 61, 633brtr3d 4161 . . . 4 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵) → 𝑥 < (𝐴 +𝑒 𝐵))
65 breq2 4134 . . . . 5 (𝑦 = (𝐴 +𝑒 𝐵) → (𝑥 < 𝑦 ↔ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 𝐵)))
6665rspcev 2929 . . . 4 (((𝐴 +𝑒 𝐵) ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)} ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 𝐵)) → ∃𝑦 ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)}𝑥 < 𝑦)
6748, 64, 66syl2anc 415 . . 3 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵) → ∃𝑦 ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)}𝑥 < 𝑦)
6854adantr 276 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶) → 𝐴 ∈ ℝ)
6968, 3syl 14 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶) → 𝐴 ∈ ℝ*)
70 simpl3 1033 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → 𝐶 ∈ ℝ*)
7170adantr 276 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶) → 𝐶 ∈ ℝ*)
7269, 71xaddcld 10297 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶) → (𝐴 +𝑒 𝐶) ∈ ℝ*)
73 prid2g 3816 . . . . 5 ((𝐴 +𝑒 𝐶) ∈ ℝ* → (𝐴 +𝑒 𝐶) ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)})
7472, 73syl 14 . . . 4 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶) → (𝐴 +𝑒 𝐶) ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)})
75 simpr 110 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶) → (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶)
7652adantr 276 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶) → (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) ∈ ℝ*)
77 xltadd1 10289 . . . . . . 7 (((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶 ↔ ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) +𝑒 𝐴) < (𝐶 +𝑒 𝐴)))
7876, 71, 68, 77syl3anc 1278 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶) → ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶 ↔ ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) +𝑒 𝐴) < (𝐶 +𝑒 𝐴)))
7975, 78mpbid 147 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶) → ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) +𝑒 𝐴) < (𝐶 +𝑒 𝐴))
8060adantr 276 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶) → ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) +𝑒 𝐴) = 𝑥)
81 xaddcom 10274 . . . . . 6 ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ∈ ℝ*) → (𝐶 +𝑒 𝐴) = (𝐴 +𝑒 𝐶))
8271, 69, 81syl2anc 415 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶) → (𝐶 +𝑒 𝐴) = (𝐴 +𝑒 𝐶))
8379, 80, 823brtr3d 4161 . . . 4 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶) → 𝑥 < (𝐴 +𝑒 𝐶))
84 breq2 4134 . . . . 5 (𝑦 = (𝐴 +𝑒 𝐶) → (𝑥 < 𝑦 ↔ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 𝐶)))
8584rspcev 2929 . . . 4 (((𝐴 +𝑒 𝐶) ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)} ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 𝐶)) → ∃𝑦 ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)}𝑥 < 𝑦)
8674, 83, 85syl2anc 415 . . 3 ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶) → ∃𝑦 ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)}𝑥 < 𝑦)
87 simprr 537 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))
8810adantr 276 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) ∈ ℝ*)
89 rexneg 10243 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ ℝ → -𝑒𝐴 = -𝐴)
90893ad2ant1 1049 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → -𝑒𝐴 = -𝐴)
9190adantr 276 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → -𝑒𝐴 = -𝐴)
9254renegcld 8709 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → -𝐴 ∈ ℝ)
9391, 92eqeltrd 2315 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → -𝑒𝐴 ∈ ℝ)
94 xltadd1 10289 . . . . . . . 8 ((𝑥 ∈ ℝ* ∧ (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) ∈ ℝ* ∧ -𝑒𝐴 ∈ ℝ) → (𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) ↔ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < ((𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) +𝑒 -𝑒𝐴)))
9550, 88, 93, 94syl3anc 1278 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → (𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) ↔ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < ((𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) +𝑒 -𝑒𝐴)))
9687, 95mpbid 147 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < ((𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) +𝑒 -𝑒𝐴))
973, 8syl3an1 1311 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
9897adantr 276 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
99 xaddcom 10274 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ) ∈ ℝ*) → (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) = (sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ) +𝑒 𝐴))
10042, 98, 99syl2anc 415 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) = (sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ) +𝑒 𝐴))
101100oveq1d 6100 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → ((𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )) +𝑒 -𝑒𝐴) = ((sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ) +𝑒 𝐴) +𝑒 -𝑒𝐴))
10296, 101breqtrd 4156 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < ((sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ) +𝑒 𝐴) +𝑒 -𝑒𝐴))
103 xpncan 10284 . . . . . 6 ((sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ) ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → ((sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ) +𝑒 𝐴) +𝑒 -𝑒𝐴) = sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ))
10498, 54, 103syl2anc 415 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → ((sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ) +𝑒 𝐴) +𝑒 -𝑒𝐴) = sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ))
105102, 104breqtrd 4156 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ))
106 xrltmaxsup 12042 . . . . 5 ((𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ* ∧ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) ∈ ℝ*) → ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ) ↔ ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵 ∨ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶)))
10744, 70, 52, 106syl3anc 1278 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < ) ↔ ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵 ∨ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶)))
108105, 107mpbid 147 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → ((𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐵 ∨ (𝑥 +𝑒 -𝑒𝐴) < 𝐶))
10967, 86, 108mpjaodan 810 . 2 (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) ∧ (𝑥 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 < (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))) → ∃𝑦 ∈ {(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)}𝑥 < 𝑦)
1102, 10, 40, 109eqsuptid 7338 1 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐶 ∈ ℝ*) → sup({(𝐴 +𝑒 𝐵), (𝐴 +𝑒 𝐶)}, ℝ*, < ) = (𝐴 +𝑒 sup({𝐵, 𝐶}, ℝ*, < )))
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∨ wo 720   ∧ w3a 1009   = wceq 1402   ∈ wcel 2209  ∃wrex 2529  {cpr 3710   class class class wbr 4130  (class class class)co 6085  supcsup 7323  ℝcr 8179  ℝ*cxr 8360   < clt 8361   ≤ cle 8362  -cneg 8500  -𝑒cxne 10182   +𝑒 cxad 10183
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4246  ax-sep 4249  ax-nul 4259  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-setind 4684  ax-iinf 4735  ax-cnex 8271  ax-resscn 8272  ax-1cn 8273  ax-1re 8274  ax-icn 8275  ax-addcl 8276  ax-addrcl 8277  ax-mulcl 8278  ax-mulrcl 8279  ax-addcom 8280  ax-mulcom 8281  ax-addass 8282  ax-mulass 8283  ax-distr 8284  ax-i2m1 8285  ax-0lt1 8286  ax-1rid 8287  ax-0id 8288  ax-rnegex 8289  ax-precex 8290  ax-cnre 8291  ax-pre-ltirr 8292  ax-pre-ltwlin 8293  ax-pre-lttrn 8294  ax-pre-apti 8295  ax-pre-ltadd 8296  ax-pre-mulgt0 8297  ax-pre-mulext 8298  ax-arch 8299  ax-caucvg 8300
This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-br 4131  df-opab 4193  df-mpt 4194  df-tr 4230  df-id 4438  df-po 4441  df-iso 4442  df-iord 4511  df-on 4513  df-ilim 4514  df-suc 4516  df-iom 4738  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-rn 4785  df-res 4786  df-ima 4787  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fn 5380  df-f 5381  df-f1 5382  df-fo 5383  df-f1o 5384  df-fv 5385  df-riota 6038  df-ov 6088  df-oprab 6089  df-mpo 6090  df-1st 6374  df-2nd 6375  df-recs 6576  df-frec 6662  df-sup 7325  df-pnf 8363  df-mnf 8364  df-xr 8365  df-ltxr 8366  df-le 8367  df-sub 8501  df-neg 8502  df-reap 8906  df-ap 8913  df-div 9006  df-inn 9308  df-2 9366  df-3 9367  df-4 9368  df-n0 9569  df-z 9650  df-uz 9932  df-rp 10066  df-xneg 10185  df-xadd 10186  df-seqfrec 10900  df-exp 10991  df-cj 11623  df-re 11624  df-im 11625  df-rsqrt 11780  df-abs 11781
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