Theorem iccsupr 13485

Description: A nonempty subset of a closed real interval satisfies the conditions for the existence of its supremum (see suprcl 12190). (Contributed by Paul Chapman, 21-Jan-2008.)

Assertion

Ref	Expression
iccsupr	⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝐶 ∈ 𝑆) → (𝑆 ⊆ ℝ ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑥))

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

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥)   𝐶(𝑥, 𝑦)

Proof of Theorem iccsupr

Step	Hyp	Ref	Expression
1		iccssre 13472	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
2		sstr 3946	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵) ∧ (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ) → 𝑆 ⊆ ℝ)
3	2	ancoms 464	. . . 4 ⊢ (((𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑆 ⊆ ℝ)
4	1, 3	sylan 592	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑆 ⊆ ℝ)
5	4	3adant3 1150	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝐶 ∈ 𝑆) → 𝑆 ⊆ ℝ)
6		ne0i 4294	. . 3 ⊢ (𝐶 ∈ 𝑆 → 𝑆 ≠ ∅)
7	6	3ad2ant3 1153	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝐶 ∈ 𝑆) → 𝑆 ≠ ∅)
8		simplr 781	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐵 ∈ ℝ)
9		ssel 3932	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵) → (𝑦 ∈ 𝑆 → 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)))
10		elicc2 13454	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↔ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 𝑦 ∧ 𝑦 ≤ 𝐵)))
11	10	biimpd 232	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵) → (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 𝑦 ∧ 𝑦 ≤ 𝐵)))
12	9, 11	sylan9r 518	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵)) → (𝑦 ∈ 𝑆 → (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 𝑦 ∧ 𝑦 ≤ 𝐵)))
13	12	imp 412	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵)) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 𝑦 ∧ 𝑦 ≤ 𝐵))
14	13	simp3d 1162	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵)) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑦 ≤ 𝐵)
15	14	ralrimiva 3159	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵)) → ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝐵)
16		brralrspcev 5173	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝐵) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑥)
17	8, 15, 16	syl2anc 596	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵)) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑥)
18	17	3adant3 1150	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝐶 ∈ 𝑆) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑥)
19	5, 7, 18	3jca 1146	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝐶 ∈ 𝑆) → (𝑆 ⊆ ℝ ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑥))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   ∈ wcel 2146   ≠ wne 2960  ∀wral 3081  ∃wrex 3091   ⊆ wss 3906  ∅c0 4286   class class class wbr 5111  (class class class)co 7419  ℝcr 11114   ≤ cle 11259  [,]cicc 13391

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 11171  ax-resscn 11172  ax-pre-lttri 11189  ax-pre-lttrn 11190

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 11260  df-mnf 11261  df-xr 11262  df-ltxr 11263  df-le 11264  df-icc 13395

This theorem is used by:  supicc  13544  hoidmv1lelem1  47363  hoidmv1lelem3  47365  hoidmvlelem1  47367