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

Theorem eliccelico 30615
 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 1189 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐴 ∈ ℝ*)
2 simpl2 1190 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐵 ∈ ℝ*)
3 simprl 771 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵))
4 elicc1 12816 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↔ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶𝐵)))
54biimpa 481 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶𝐵))
65simp1d 1140 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐶 ∈ ℝ*)
71, 2, 3, 6syl21anc 837 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐶 ∈ ℝ*)
85simp3d 1142 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐶𝐵)
91, 2, 3, 8syl21anc 837 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐶𝐵)
101, 2jca 516 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → (𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*))
11 simprr 773 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))
125simp2d 1141 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐴𝐶)
1310, 3, 12syl2anc 588 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐴𝐶)
14 elico1 12815 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ↔ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶 < 𝐵)))
1514notbid 322 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → (¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ↔ ¬ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶 < 𝐵)))
1615biimpa 481 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → ¬ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶 < 𝐵))
17 df-3an 1087 . . . . . . . . . 10 ((𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶 < 𝐵) ↔ ((𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶) ∧ 𝐶 < 𝐵))
1817notbii 324 . . . . . . . . 9 (¬ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶 < 𝐵) ↔ ¬ ((𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶) ∧ 𝐶 < 𝐵))
19 imnan 404 . . . . . . . . 9 (((𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶) → ¬ 𝐶 < 𝐵) ↔ ¬ ((𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶) ∧ 𝐶 < 𝐵))
2018, 19bitr4i 281 . . . . . . . 8 (¬ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶 < 𝐵) ↔ ((𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶) → ¬ 𝐶 < 𝐵))
2116, 20sylib 221 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → ((𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶) → ¬ 𝐶 < 𝐵))
2221imp 411 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) ∧ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶)) → ¬ 𝐶 < 𝐵)
2310, 11, 7, 13, 22syl22anc 838 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → ¬ 𝐶 < 𝐵)
24 xeqlelt 30614 . . . . . 6 ((𝐶 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) → (𝐶 = 𝐵 ↔ (𝐶𝐵 ∧ ¬ 𝐶 < 𝐵)))
2524biimpar 482 . . . . 5 (((𝐶 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐶𝐵 ∧ ¬ 𝐶 < 𝐵)) → 𝐶 = 𝐵)
267, 2, 9, 23, 25syl22anc 838 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))) → 𝐶 = 𝐵)
2726ex 417 . . 3 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) → ((𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → 𝐶 = 𝐵))
28 pm5.6 1000 . . 3 (((𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ∧ ¬ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → 𝐶 = 𝐵) ↔ (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐵)))
2927, 28sylib 221 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐵)))
30 icossicc 12861 . . . . 5 (𝐴[,)𝐵) ⊆ (𝐴[,]𝐵)
31 simpr 489 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵))
3230, 31sseldi 3891 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵)) → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵))
33 simpr 489 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐶 = 𝐵)
34 simpl2 1190 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ*)
3533, 34eqeltrd 2853 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐶 ∈ ℝ*)
36 simpl3 1191 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐴𝐵)
3736, 33breqtrrd 5061 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐴𝐶)
3834xrleidd 12579 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐵𝐵)
3933, 38eqbrtrd 5055 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐶𝐵)
40 simpl1 1189 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ*)
4140, 34, 4syl2anc 588 . . . . 5 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → (𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↔ (𝐶 ∈ ℝ*𝐴𝐶𝐶𝐵)))
4235, 37, 39, 41mpbir3and 1340 . . . 4 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ 𝐶 = 𝐵) → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵))
4332, 42jaodan 956 . . 3 (((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) ∧ (𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐵)) → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵))
4443ex 417 . 2 ((𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*𝐴𝐵) → ((𝐶 ∈ (𝐴[,)𝐵) ∨ 𝐶 = 𝐵) → 𝐶 ∈ (𝐴[,]𝐵)))
4529, 44impbid 215 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 209   ∧ wa 400   ∨ wo 845   ∧ w3a 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2112   class class class wbr 5033  (class class class)co 7151  ℝ*cxr 10705   < clt 10706   ≤ cle 10707  [,)cico 12774  [,]cicc 12775 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2730  ax-sep 5170  ax-nul 5177  ax-pow 5235  ax-pr 5299  ax-un 7460  ax-cnex 10624  ax-resscn 10625  ax-pre-lttri 10642  ax-pre-lttrn 10643 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 846  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2071  df-mo 2558  df-eu 2589  df-clab 2737  df-cleq 2751  df-clel 2831  df-nfc 2902  df-ne 2953  df-nel 3057  df-ral 3076  df-rex 3077  df-rab 3080  df-v 3412  df-sbc 3698  df-csb 3807  df-dif 3862  df-un 3864  df-in 3866  df-ss 3876  df-nul 4227  df-if 4422  df-pw 4497  df-sn 4524  df-pr 4526  df-op 4530  df-uni 4800  df-br 5034  df-opab 5096  df-mpt 5114  df-id 5431  df-po 5444  df-so 5445  df-xp 5531  df-rel 5532  df-cnv 5533  df-co 5534  df-dm 5535  df-rn 5536  df-res 5537  df-ima 5538  df-iota 6295  df-fun 6338  df-fn 6339  df-f 6340  df-f1 6341  df-fo 6342  df-f1o 6343  df-fv 6344  df-ov 7154  df-oprab 7155  df-mpo 7156  df-er 8300  df-en 8529  df-dom 8530  df-sdom 8531  df-pnf 10708  df-mnf 10709  df-xr 10710  df-ltxr 10711  df-le 10712  df-ico 12778  df-icc 12779 This theorem is referenced by:  xrge0adddir  30820  esumcvg  31566
 Copyright terms: Public domain W3C validator