Theorem xrmaxiflemcl 12011

Description: Lemma for xrmaxif 12017. Closure. (Contributed by Jim Kingdon, 29-Apr-2023.)

Assertion

Ref	Expression
xrmaxiflemcl	⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → if(𝐵 = +∞, +∞, if(𝐵 = -∞, 𝐴, if(𝐴 = +∞, +∞, if(𝐴 = -∞, 𝐵, sup({𝐴, 𝐵}, ℝ, < ))))) ∈ ℝ*)

Proof of Theorem xrmaxiflemcl

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pnfxr 8378	. . 3 ⊢ +∞ ∈ ℝ*
2	1	a1i 9	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐵 = +∞) → +∞ ∈ ℝ*)
3		simpl 109	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → 𝐴 ∈ ℝ*)
4	3	ad2antrr 492	. . 3 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) ∧ 𝐵 = -∞) → 𝐴 ∈ ℝ*)
5	1	a1i 9	. . . 4 ⊢ (((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) ∧ ¬ 𝐵 = -∞) ∧ 𝐴 = +∞) → +∞ ∈ ℝ*)
6		simpr 110	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → 𝐵 ∈ ℝ*)
7	6	ad4antr 498	. . . . 5 ⊢ ((((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) ∧ ¬ 𝐵 = -∞) ∧ ¬ 𝐴 = +∞) ∧ 𝐴 = -∞) → 𝐵 ∈ ℝ*)
8		simplr 533	. . . . . . . 8 ⊢ ((((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) ∧ ¬ 𝐵 = -∞) ∧ ¬ 𝐴 = +∞) ∧ ¬ 𝐴 = -∞) → ¬ 𝐴 = +∞)
9		simpr 110	. . . . . . . 8 ⊢ ((((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) ∧ ¬ 𝐵 = -∞) ∧ ¬ 𝐴 = +∞) ∧ ¬ 𝐴 = -∞) → ¬ 𝐴 = -∞)
10		elxr 10178	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ* ↔ (𝐴 ∈ ℝ ∨ 𝐴 = +∞ ∨ 𝐴 = -∞))
11	3, 10	sylib 122	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝐴 ∈ ℝ ∨ 𝐴 = +∞ ∨ 𝐴 = -∞))
12	11	ad4antr 498	. . . . . . . 8 ⊢ ((((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) ∧ ¬ 𝐵 = -∞) ∧ ¬ 𝐴 = +∞) ∧ ¬ 𝐴 = -∞) → (𝐴 ∈ ℝ ∨ 𝐴 = +∞ ∨ 𝐴 = -∞))
13	8, 9, 12	ecase23d 1391	. . . . . . 7 ⊢ ((((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) ∧ ¬ 𝐵 = -∞) ∧ ¬ 𝐴 = +∞) ∧ ¬ 𝐴 = -∞) → 𝐴 ∈ ℝ)
14		simp-4r 548	. . . . . . . 8 ⊢ ((((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) ∧ ¬ 𝐵 = -∞) ∧ ¬ 𝐴 = +∞) ∧ ¬ 𝐴 = -∞) → ¬ 𝐵 = +∞)
15		simpllr 540	. . . . . . . 8 ⊢ ((((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) ∧ ¬ 𝐵 = -∞) ∧ ¬ 𝐴 = +∞) ∧ ¬ 𝐴 = -∞) → ¬ 𝐵 = -∞)
16		elxr 10178	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ* ↔ (𝐵 ∈ ℝ ∨ 𝐵 = +∞ ∨ 𝐵 = -∞))
17	6, 16	sylib 122	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝐵 ∈ ℝ ∨ 𝐵 = +∞ ∨ 𝐵 = -∞))
18	17	ad4antr 498	. . . . . . . 8 ⊢ ((((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) ∧ ¬ 𝐵 = -∞) ∧ ¬ 𝐴 = +∞) ∧ ¬ 𝐴 = -∞) → (𝐵 ∈ ℝ ∨ 𝐵 = +∞ ∨ 𝐵 = -∞))
19	14, 15, 18	ecase23d 1391	. . . . . . 7 ⊢ ((((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) ∧ ¬ 𝐵 = -∞) ∧ ¬ 𝐴 = +∞) ∧ ¬ 𝐴 = -∞) → 𝐵 ∈ ℝ)
20		maxcl 11976	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → sup({𝐴, 𝐵}, ℝ, < ) ∈ ℝ)
21	13, 19, 20	syl2anc 415	. . . . . 6 ⊢ ((((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) ∧ ¬ 𝐵 = -∞) ∧ ¬ 𝐴 = +∞) ∧ ¬ 𝐴 = -∞) → sup({𝐴, 𝐵}, ℝ, < ) ∈ ℝ)
22	21	rexrd 8375	. . . . 5 ⊢ ((((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) ∧ ¬ 𝐵 = -∞) ∧ ¬ 𝐴 = +∞) ∧ ¬ 𝐴 = -∞) → sup({𝐴, 𝐵}, ℝ, < ) ∈ ℝ*)
23		xrmnfdc 10245	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ* → DECID 𝐴 = -∞)
24	23	ad4antr 498	. . . . 5 ⊢ (((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) ∧ ¬ 𝐵 = -∞) ∧ ¬ 𝐴 = +∞) → DECID 𝐴 = -∞)
25	7, 22, 24	ifcldadc 3670	. . . 4 ⊢ (((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) ∧ ¬ 𝐵 = -∞) ∧ ¬ 𝐴 = +∞) → if(𝐴 = -∞, 𝐵, sup({𝐴, 𝐵}, ℝ, < )) ∈ ℝ*)
26		xrpnfdc 10244	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ℝ* → DECID 𝐴 = +∞)
27	3, 26	syl 14	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → DECID 𝐴 = +∞)
28	27	ad2antrr 492	. . . 4 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) ∧ ¬ 𝐵 = -∞) → DECID 𝐴 = +∞)
29	5, 25, 28	ifcldadc 3670	. . 3 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) ∧ ¬ 𝐵 = -∞) → if(𝐴 = +∞, +∞, if(𝐴 = -∞, 𝐵, sup({𝐴, 𝐵}, ℝ, < ))) ∈ ℝ*)
30		xrmnfdc 10245	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ* → DECID 𝐵 = -∞)
31	30	ad2antlr 493	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) → DECID 𝐵 = -∞)
32	4, 29, 31	ifcldadc 3670	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐵 = +∞) → if(𝐵 = -∞, 𝐴, if(𝐴 = +∞, +∞, if(𝐴 = -∞, 𝐵, sup({𝐴, 𝐵}, ℝ, < )))) ∈ ℝ*)
33		xrpnfdc 10244	. . 3 ⊢ (𝐵 ∈ ℝ* → DECID 𝐵 = +∞)
34	6, 33	syl 14	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → DECID 𝐵 = +∞)
35	2, 32, 34	ifcldadc 3670	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → if(𝐵 = +∞, +∞, if(𝐵 = -∞, 𝐴, if(𝐴 = +∞, +∞, if(𝐴 = -∞, 𝐵, sup({𝐴, 𝐵}, ℝ, < ))))) ∈ ℝ*)

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104  DECID wdc 846   ∨ w3o 1008   = wceq 1402   ∈ wcel 2209  ifcif 3638  {cpr 3710  supcsup 7322  ℝcr 8178  +∞cpnf 8357  -∞cmnf 8358  ℝ^*cxr 8359   < clt 8360

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 8270  ax-resscn 8271  ax-1cn 8272  ax-1re 8273  ax-icn 8274  ax-addcl 8275  ax-addrcl 8276  ax-mulcl 8277  ax-mulrcl 8278  ax-addcom 8279  ax-mulcom 8280  ax-addass 8281  ax-mulass 8282  ax-distr 8283  ax-i2m1 8284  ax-0lt1 8285  ax-1rid 8286  ax-0id 8287  ax-rnegex 8288  ax-precex 8289  ax-cnre 8290  ax-pre-ltirr 8291  ax-pre-ltwlin 8292  ax-pre-lttrn 8293  ax-pre-apti 8294  ax-pre-ltadd 8295  ax-pre-mulgt0 8296  ax-pre-mulext 8297  ax-arch 8298  ax-caucvg 8299

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 7324  df-pnf 8362  df-mnf 8363  df-xr 8364  df-ltxr 8365  df-le 8366  df-sub 8499  df-neg 8500  df-reap 8903  df-ap 8910  df-div 9003  df-inn 9305  df-2 9363  df-3 9364  df-4 9365  df-n0 9564  df-z 9645  df-uz 9922  df-rp 10055  df-seqfrec 10885  df-exp 10976  df-cj 11607  df-re 11608  df-im 11609  df-rsqrt 11764  df-abs 11765

This theorem is used by:  xrmaxiflemlub  12014  xrmaxiflemval  12016  xrmaxcl  12018