Theorem gtinf 36314

Description: Any number greater than an infimum is greater than some element of the set. (Contributed by Jeff Hankins, 29-Sep-2013.) (Revised by AV, 10-Oct-2021.)

Assertion

Ref	Expression
gtinf	⊢ (((𝑆 ⊆ ℝ ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑥 ≤ 𝑦) ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ inf(𝑆, ℝ, < ) < 𝐴)) → ∃𝑧 ∈ 𝑆 𝑧 < 𝐴)

Distinct variable groups:   𝑧,𝐴   𝑥,𝑦,𝑧,𝑆

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem gtinf

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simprl 771	. 2 ⊢ (((𝑆 ⊆ ℝ ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑥 ≤ 𝑦) ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ inf(𝑆, ℝ, < ) < 𝐴)) → 𝐴 ∈ ℝ)
2		simprr 773	. 2 ⊢ (((𝑆 ⊆ ℝ ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑥 ≤ 𝑦) ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ inf(𝑆, ℝ, < ) < 𝐴)) → inf(𝑆, ℝ, < ) < 𝐴)
3		ltso 11348	. . . 4 ⊢ < Or ℝ
4	3	a1i 11	. . 3 ⊢ (((𝑆 ⊆ ℝ ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑥 ≤ 𝑦) ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ inf(𝑆, ℝ, < ) < 𝐴)) → < Or ℝ)
5		infm3 12234	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ⊆ ℝ ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑥 ≤ 𝑦) → ∃𝑥 ∈ ℝ (∀𝑦 ∈ 𝑆 ¬ 𝑦 < 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 → ∃𝑧 ∈ 𝑆 𝑧 < 𝑦)))
6	5	adantr 480	. . 3 ⊢ (((𝑆 ⊆ ℝ ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑥 ≤ 𝑦) ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ inf(𝑆, ℝ, < ) < 𝐴)) → ∃𝑥 ∈ ℝ (∀𝑦 ∈ 𝑆 ¬ 𝑦 < 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 → ∃𝑧 ∈ 𝑆 𝑧 < 𝑦)))
7	4, 6	infglb 9537	. 2 ⊢ (((𝑆 ⊆ ℝ ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑥 ≤ 𝑦) ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ inf(𝑆, ℝ, < ) < 𝐴)) → ((𝐴 ∈ ℝ ∧ inf(𝑆, ℝ, < ) < 𝐴) → ∃𝑧 ∈ 𝑆 𝑧 < 𝐴))
8	1, 2, 7	mp2and 699	1 ⊢ (((𝑆 ⊆ ℝ ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑥 ≤ 𝑦) ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ inf(𝑆, ℝ, < ) < 𝐴)) → ∃𝑧 ∈ 𝑆 𝑧 < 𝐴)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   ∈ wcel 2108   ≠ wne 2940  ∀wral 3061  ∃wrex 3070   ⊆ wss 3966  ∅c0 4342   class class class wbr 5151   Or wor 5600  infcinf 9488  ℝcr 11161   < clt 11302   ≤ cle 11303

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-sep 5305  ax-nul 5315  ax-pow 5374  ax-pr 5441  ax-un 7761  ax-resscn 11219  ax-1cn 11220  ax-icn 11221  ax-addcl 11222  ax-addrcl 11223  ax-mulcl 11224  ax-mulrcl 11225  ax-mulcom 11226  ax-addass 11227  ax-mulass 11228  ax-distr 11229  ax-i2m1 11230  ax-1ne0 11231  ax-1rid 11232  ax-rnegex 11233  ax-rrecex 11234  ax-cnre 11235  ax-pre-lttri 11236  ax-pre-lttrn 11237  ax-pre-ltadd 11238  ax-pre-mulgt0 11239  ax-pre-sup 11240

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3483  df-sbc 3795  df-csb 3912  df-dif 3969  df-un 3971  df-in 3973  df-ss 3983  df-nul 4343  df-if 4535  df-pw 4610  df-sn 4635  df-pr 4637  df-op 4641  df-uni 4916  df-br 5152  df-opab 5214  df-mpt 5235  df-id 5587  df-po 5601  df-so 5602  df-xp 5699  df-rel 5700  df-cnv 5701  df-co 5702  df-dm 5703  df-rn 5704  df-res 5705  df-ima 5706  df-iota 6522  df-fun 6571  df-fn 6572  df-f 6573  df-f1 6574  df-fo 6575  df-f1o 6576  df-fv 6577  df-riota 7395  df-ov 7441  df-oprab 7442  df-mpo 7443  df-er 8753  df-en 8994  df-dom 8995  df-sdom 8996  df-sup 9489  df-inf 9490  df-pnf 11304  df-mnf 11305  df-xr 11306  df-ltxr 11307  df-le 11308  df-sub 11501  df-neg 11502

This theorem is referenced by: (None)