Theorem eliccelico 33194

Description: Relate elementhood to a closed interval with elementhood to the same closed-below, open-above interval or to its upper bound. (Contributed by Thierry Arnoux, 3-Jul-2017.)

Assertion

Ref	Expression
eliccelico	⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↔ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐵)))

Proof of Theorem eliccelico

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpl1 1210	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐴 ∈ ℝ*)
2		simpl2 1211	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐵 ∈ ℝ*)
3		simprl 783	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵))
4		elicc1 13434	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↔ (𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵)))
5	4	biimpa 482	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵))
6	5	simp1d 1160	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐶 ∈ ℝ*)
7	1, 2, 3, 6	syl21anc 851	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐶 ∈ ℝ*)
8	5	simp3d 1162	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐶 ≤ 𝐵)
9	1, 2, 3, 8	syl21anc 851	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐶 ≤ 𝐵)
10	1, 2	jca 521	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → (𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*))
11		simprr 785	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))
12	5	simp2d 1161	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐴 ≤ 𝐶)
13	10, 3, 12	syl2anc 596	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐴 ≤ 𝐶)
14		elico1 13433	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ↔ (𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐶 < 𝐵)))
15	14	notbid 321	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ↔ ¬ (𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐶 < 𝐵)))
16	15	biimpa 482	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → ¬ (𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐶 < 𝐵))
17		df-3an 1105	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐶 < 𝐵) ↔ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶) ∧ 𝐶 < 𝐵))
18	17	notbii 323	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐶 < 𝐵) ↔ ¬ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶) ∧ 𝐶 < 𝐵))
19		imnan 405	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶) → ¬ 𝐶 < 𝐵) ↔ ¬ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶) ∧ 𝐶 < 𝐵))
20	18, 19	bitr4i 281	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ (𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐶 < 𝐵) ↔ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶) → ¬ 𝐶 < 𝐵))
21	16, 20	sylib 221	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶) → ¬ 𝐶 < 𝐵))
22	21	imp 412	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) ∧ (𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶)) → ¬ 𝐶 < 𝐵)
23	10, 11, 7, 13, 22	syl22anc 852	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → ¬ 𝐶 < 𝐵)
24		xeqlelt 33193	. . . . . 6 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝐶 = 𝐵 ↔ (𝐶 ≤ 𝐵 ∧ ¬ 𝐶 < 𝐵)))
25	24	biimpar 483	. . . . 5 ⊢ (((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐶 ≤ 𝐵 ∧ ¬ 𝐶 < 𝐵)) → 𝐶 = 𝐵)
26	7, 2, 9, 23, 25	syl22anc 852	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐶 = 𝐵)
27	26	ex 418	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → ((𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → 𝐶 = 𝐵))
28		pm5.6 1017	. . 3 ⊢ (((𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → 𝐶 = 𝐵) ↔ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐵)))
29	27, 28	sylib 221	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐵)))
30		icossicc 13481	. . . . 5 ⊢ (𝐴[,)𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵)
31		simpr 490	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))
32	30, 31	sselid 3936	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵))
33		simpr 490	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐶 = 𝐵)
34		simpl2 1211	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ*)
35	33, 34	eqeltrd 2865	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐶 ∈ ℝ*)
36		simpl3 1212	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐴 ≤ 𝐵)
37	36, 33	breqtrrd 5141	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐴 ≤ 𝐶)
38	34	xrleidd 13195	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐵 ≤ 𝐵)
39	33, 38	eqbrtrd 5135	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐶 ≤ 𝐵)
40		simpl1 1210	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ*)
41	40, 34, 4	syl2anc 596	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↔ (𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐶 ≤ 𝐵)))
42	35, 37, 39, 41	mpbir3and 1361	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵))
43	32, 42	jaodan 972	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐵)) → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵))
44	43	ex 418	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → ((𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐵) → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵)))
45	29, 44	impbid 215	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ 𝐴 ≤ 𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↔ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐵)))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2146   class class class wbr 5111  (class class class)co 7419  ℝ^*cxr 11259   < clt 11260   ≤ cle 11261  [,)cico 13392  [,]cicc 13393

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-cnex 11173  ax-resscn 11174  ax-pre-lttri 11191  ax-pre-lttrn 11192

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-id 5558  df-po 5571  df-so 5572  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-er 8700  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-pnf 11262  df-mnf 11263  df-xr 11264  df-ltxr 11265  df-le 11266  df-ico 13396  df-icc 13397

This theorem is used by:  xrge0adddir  33404  esumcvg  34542