Theorem gtinf 35192

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 769	. 2 ⊢ (((𝑆 ⊆ ℝ ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑥 ≤ 𝑦) ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ inf(𝑆, ℝ, < ) < 𝐴)) → 𝐴 ∈ ℝ)
2		simprr 771	. 2 ⊢ (((𝑆 ⊆ ℝ ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑥 ≤ 𝑦) ∧ (𝐴 ∈ ℝ ∧ inf(𝑆, ℝ, < ) < 𝐴)) → inf(𝑆, ℝ, < ) < 𝐴)
3		ltso 11290	. . . 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 12169	. . . 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 481	. . 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 9481	. 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 697	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 396   ∧ w3a 1087   ∈ wcel 2106   ≠ wne 2940  ∀wral 3061  ∃wrex 3070   ⊆ wss 3947  ∅c0 4321   class class class wbr 5147   Or wor 5586  infcinf 9432  ℝcr 11105   < clt 11244   ≤ cle 11245

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-id 5573  df-po 5587  df-so 5588  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-sup 9433  df-inf 9434  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443

This theorem is referenced by: (None)