Theorem inflb 9236

Description: An infimum is a lower bound. See also infcl 9235 and infglb 9237. (Contributed by AV, 3-Sep-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
infcl.1	⊢ (𝜑 → 𝑅 Or 𝐴)
infcl.2	⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (∀𝑦 ∈ 𝐵 ¬ 𝑦𝑅𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐴 (𝑥𝑅𝑦 → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑧𝑅𝑦)))

Assertion

Ref	Expression
inflb	⊢ (𝜑 → (𝐶 ∈ 𝐵 → ¬ 𝐶𝑅inf(𝐵, 𝐴, 𝑅)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴,𝑦,𝑧   𝑥,𝐵,𝑦,𝑧   𝑥,𝑅,𝑦,𝑧

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦,𝑧)   𝐶(𝑥,𝑦,𝑧)

Proof of Theorem inflb

Step	Hyp	Ref	Expression
1		infcl.1	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑅 Or 𝐴)
2		cnvso 6185	. . . . . 6 ⊢ (𝑅 Or 𝐴 ↔ ◡𝑅 Or 𝐴)
3	1, 2	sylib 217	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ◡𝑅 Or 𝐴)
4		infcl.2	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (∀𝑦 ∈ 𝐵 ¬ 𝑦𝑅𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐴 (𝑥𝑅𝑦 → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑧𝑅𝑦)))
5	1, 4	infcllem 9234	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (∀𝑦 ∈ 𝐵 ¬ 𝑥◡𝑅𝑦 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐴 (𝑦◡𝑅𝑥 → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑦◡𝑅𝑧)))
6	3, 5	supub 9206	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐶 ∈ 𝐵 → ¬ sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)◡𝑅𝐶))
7	6	imp 407	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐵) → ¬ sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)◡𝑅𝐶)
8		df-inf 9190	. . . . . 6 ⊢ inf(𝐵, 𝐴, 𝑅) = sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)
9	8	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐵) → inf(𝐵, 𝐴, 𝑅) = sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅))
10	9	breq2d 5086	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐵) → (𝐶𝑅inf(𝐵, 𝐴, 𝑅) ↔ 𝐶𝑅sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)))
11	3, 5	supcl 9205	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅) ∈ 𝐴)
12		brcnvg 5782	. . . . . 6 ⊢ ((sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅) ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐵) → (sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)◡𝑅𝐶 ↔ 𝐶𝑅sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)))
13	12	bicomd 222	. . . . 5 ⊢ ((sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅) ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐵) → (𝐶𝑅sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅) ↔ sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)◡𝑅𝐶))
14	11, 13	sylan 580	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐵) → (𝐶𝑅sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅) ↔ sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)◡𝑅𝐶))
15	10, 14	bitrd 278	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐵) → (𝐶𝑅inf(𝐵, 𝐴, 𝑅) ↔ sup(𝐵, 𝐴, ◡𝑅)◡𝑅𝐶))
16	7, 15	mtbird 325	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐶 ∈ 𝐵) → ¬ 𝐶𝑅inf(𝐵, 𝐴, 𝑅))
17	16	ex 413	1 ⊢ (𝜑 → (𝐶 ∈ 𝐵 → ¬ 𝐶𝑅inf(𝐵, 𝐴, 𝑅)))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1539   ∈ wcel 2106  ∀wral 3064  ∃wrex 3065   class class class wbr 5074   Or wor 5498  ^◡ccnv 5584  supcsup 9187  infcinf 9188

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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-sep 5222  ax-nul 5229  ax-pr 5351

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-ral 3069  df-rex 3070  df-reu 3071  df-rmo 3072  df-rab 3073  df-v 3432  df-sbc 3717  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-nul 4258  df-if 4461  df-sn 4563  df-pr 4565  df-op 4569  df-uni 4841  df-br 5075  df-opab 5137  df-po 5499  df-so 5500  df-cnv 5593  df-iota 6385  df-riota 7225  df-sup 9189  df-inf 9190

This theorem is referenced by:  infrelb  11948  infxrlb  13056  infssd  31031  infxrge0lb  31073  omssubadd  32253  ballotlemimin  32458  ballotlemfrcn0  32482  wsuclb  33808