Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  eliccelico Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem eliccelico 29862
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*𝐴𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↔ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐵)))

Proof of Theorem eliccelico
StepHypRef Expression
1 simpl1 1235 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐴 ∈ ℝ*)
2 simpl2 1237 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐵 ∈ ℝ*)
3 simprl 778 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵))
4 elicc1 12433 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↔ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶𝐵)))
54biimpa 464 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶𝐵))
65simp1d 1165 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐶 ∈ ℝ*)
71, 2, 3, 6syl21anc 857 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐶 ∈ ℝ*)
85simp3d 1167 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐶𝐵)
91, 2, 3, 8syl21anc 857 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐶𝐵)
101, 2jca 503 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → (𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*))
11 simprr 780 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))
125simp2d 1166 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐴𝐶)
1310, 3, 12syl2anc 575 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐴𝐶)
14 elico1 12432 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ↔ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶 < 𝐵)))
1514notbid 309 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → (¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ↔ ¬ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶 < 𝐵)))
1615biimpa 464 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → ¬ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶 < 𝐵))
17 df-3an 1102 . . . . . . . . . 10 ((𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶 < 𝐵) ↔ ((𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶) ∧ 𝐶 < 𝐵))
1817notbii 311 . . . . . . . . 9 (¬ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶 < 𝐵) ↔ ¬ ((𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶) ∧ 𝐶 < 𝐵))
19 imnan 388 . . . . . . . . 9 (((𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶) → ¬ 𝐶 < 𝐵) ↔ ¬ ((𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶) ∧ 𝐶 < 𝐵))
2018, 19bitr4i 269 . . . . . . . 8 (¬ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶 < 𝐵) ↔ ((𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶) → ¬ 𝐶 < 𝐵))
2116, 20sylib 209 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → ((𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶) → ¬ 𝐶 < 𝐵))
2221imp 395 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) ∧ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶)) → ¬ 𝐶 < 𝐵)
2310, 11, 7, 13, 22syl22anc 858 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → ¬ 𝐶 < 𝐵)
24 xeqlelt 29861 . . . . . 6 ((𝐶 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → (𝐶 = 𝐵 ↔ (𝐶𝐵 ∧ ¬ 𝐶 < 𝐵)))
2524biimpar 465 . . . . 5 (((𝐶 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐶𝐵 ∧ ¬ 𝐶 < 𝐵)) → 𝐶 = 𝐵)
267, 2, 9, 23, 25syl22anc 858 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐶 = 𝐵)
2726ex 399 . . 3 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) → ((𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → 𝐶 = 𝐵))
28 pm5.6 1015 . . 3 (((𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → 𝐶 = 𝐵) ↔ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐵)))
2927, 28sylib 209 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐵)))
30 icossicc 12475 . . . . 5 (𝐴[,)𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵)
31 simpr 473 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))
3230, 31sseldi 3796 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵))
33 simpr 473 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐶 = 𝐵)
34 simpl2 1237 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ*)
3533, 34eqeltrd 2885 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐶 ∈ ℝ*)
36 simpl3 1239 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐴𝐵)
3736, 33breqtrrd 4872 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐴𝐶)
3834xrleidd 12197 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐵𝐵)
3933, 38eqbrtrd 4866 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐶𝐵)
40 simpl1 1235 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ*)
4140, 34, 4syl2anc 575 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↔ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶𝐵)))
4235, 37, 39, 41mpbir3and 1435 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵))
4332, 42jaodan 971 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐵)) → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵))
4443ex 399 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) → ((𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐵) → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵)))
4529, 44impbid 203 1 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↔ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐵)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 197  wa 384  wo 865  w3a 1100   = wceq 1637  wcel 2156   class class class wbr 4844  (class class class)co 6870  *cxr 10354   < clt 10355  cle 10356  [,)cico 12391  [,]cicc 12392
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1877  ax-4 1894  ax-5 2001  ax-6 2068  ax-7 2104  ax-8 2158  ax-9 2165  ax-10 2185  ax-11 2201  ax-12 2214  ax-13 2420  ax-ext 2784  ax-sep 4975  ax-nul 4983  ax-pow 5035  ax-pr 5096  ax-un 7175  ax-cnex 10273  ax-resscn 10274  ax-pre-lttri 10291  ax-pre-lttrn 10292
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 866  df-3or 1101  df-3an 1102  df-tru 1641  df-ex 1860  df-nf 1864  df-sb 2061  df-eu 2634  df-mo 2635  df-clab 2793  df-cleq 2799  df-clel 2802  df-nfc 2937  df-ne 2979  df-nel 3082  df-ral 3101  df-rex 3102  df-rab 3105  df-v 3393  df-sbc 3634  df-csb 3729  df-dif 3772  df-un 3774  df-in 3776  df-ss 3783  df-nul 4117  df-if 4280  df-pw 4353  df-sn 4371  df-pr 4373  df-op 4377  df-uni 4631  df-br 4845  df-opab 4907  df-mpt 4924  df-id 5219  df-po 5232  df-so 5233  df-xp 5317  df-rel 5318  df-cnv 5319  df-co 5320  df-dm 5321  df-rn 5322  df-res 5323  df-ima 5324  df-iota 6060  df-fun 6099  df-fn 6100  df-f 6101  df-f1 6102  df-fo 6103  df-f1o 6104  df-fv 6105  df-ov 6873  df-oprab 6874  df-mpt2 6875  df-er 7975  df-en 8189  df-dom 8190  df-sdom 8191  df-pnf 10357  df-mnf 10358  df-xr 10359  df-ltxr 10360  df-le 10361  df-ico 12395  df-icc 12396
This theorem is referenced by:  xrge0adddir  30013  esumcvg  30469
  Copyright terms: Public domain W3C validator