Theorem infrelb 12116

Description: If a nonempty set of real numbers has a lower bound, its infimum is less than or equal to any of its elements. (Contributed by Jeff Hankins, 15-Sep-2013.) (Revised by AV, 4-Sep-2020.)

Assertion

Ref	Expression
infrelb	⊢ ((𝐵 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦 ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → inf(𝐵, ℝ, < ) ≤ 𝐴)

Distinct variable group:   𝑥,𝑦,𝐵

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem infrelb

Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simp1 1136	. . 3 ⊢ ((𝐵 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦 ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → 𝐵 ⊆ ℝ)
2		ne0i 4290	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ 𝐵 → 𝐵 ≠ ∅)
3	2	3ad2ant3 1135	. . 3 ⊢ ((𝐵 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦 ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → 𝐵 ≠ ∅)
4		simp2 1137	. . 3 ⊢ ((𝐵 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦 ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦)
5		infrecl 12113	. . 3 ⊢ ((𝐵 ⊆ ℝ ∧ 𝐵 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦) → inf(𝐵, ℝ, < ) ∈ ℝ)
6	1, 3, 4, 5	syl3anc 1373	. 2 ⊢ ((𝐵 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦 ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → inf(𝐵, ℝ, < ) ∈ ℝ)
7		ssel2 3925	. . 3 ⊢ ((𝐵 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ)
8	7	3adant2 1131	. 2 ⊢ ((𝐵 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦 ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → 𝐴 ∈ ℝ)
9		ltso 11202	. . . . . . 7 ⊢ < Or ℝ
10	9	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (((𝐵 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦) ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → < Or ℝ)
11		simpll 766	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐵 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦) ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → 𝐵 ⊆ ℝ)
12	2	adantl 481	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐵 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦) ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → 𝐵 ≠ ∅)
13		simplr 768	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐵 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦) ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦)
14		infm3 12090	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐵 ⊆ ℝ ∧ 𝐵 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦) → ∃𝑥 ∈ ℝ (∀𝑦 ∈ 𝐵 ¬ 𝑦 < 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑧 < 𝑦)))
15	11, 12, 13, 14	syl3anc 1373	. . . . . 6 ⊢ (((𝐵 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦) ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → ∃𝑥 ∈ ℝ (∀𝑦 ∈ 𝐵 ¬ 𝑦 < 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ (𝑥 < 𝑦 → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑧 < 𝑦)))
16	10, 15	inflb 9383	. . . . 5 ⊢ (((𝐵 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦) ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → (𝐴 ∈ 𝐵 → ¬ 𝐴 < inf(𝐵, ℝ, < )))
17	16	expcom 413	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ 𝐵 → ((𝐵 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦) → (𝐴 ∈ 𝐵 → ¬ 𝐴 < inf(𝐵, ℝ, < ))))
18	17	pm2.43b 55	. . 3 ⊢ ((𝐵 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦) → (𝐴 ∈ 𝐵 → ¬ 𝐴 < inf(𝐵, ℝ, < )))
19	18	3impia 1117	. 2 ⊢ ((𝐵 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦 ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → ¬ 𝐴 < inf(𝐵, ℝ, < ))
20	6, 8, 19	nltled 11272	1 ⊢ ((𝐵 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ≤ 𝑦 ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → inf(𝐵, ℝ, < ) ≤ 𝐴)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   ∈ wcel 2113   ≠ wne 2929  ∀wral 3048  ∃wrex 3057   ⊆ wss 3898  ∅c0 4282   class class class wbr 5095   Or wor 5528  infcinf 9334  ℝcr 11014   < clt 11155   ≤ cle 11156

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2182  ax-ext 2705  ax-sep 5238  ax-nul 5248  ax-pow 5307  ax-pr 5374  ax-un 7676  ax-resscn 11072  ax-1cn 11073  ax-icn 11074  ax-addcl 11075  ax-addrcl 11076  ax-mulcl 11077  ax-mulrcl 11078  ax-mulcom 11079  ax-addass 11080  ax-mulass 11081  ax-distr 11082  ax-i2m1 11083  ax-1ne0 11084  ax-1rid 11085  ax-rnegex 11086  ax-rrecex 11087  ax-cnre 11088  ax-pre-lttri 11089  ax-pre-lttrn 11090  ax-pre-ltadd 11091  ax-pre-mulgt0 11092  ax-pre-sup 11093

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2725  df-clel 2808  df-nfc 2882  df-ne 2930  df-nel 3034  df-ral 3049  df-rex 3058  df-rmo 3347  df-reu 3348  df-rab 3397  df-v 3439  df-sbc 3738  df-csb 3847  df-dif 3901  df-un 3903  df-in 3905  df-ss 3915  df-nul 4283  df-if 4477  df-pw 4553  df-sn 4578  df-pr 4580  df-op 4584  df-uni 4861  df-br 5096  df-opab 5158  df-mpt 5177  df-id 5516  df-po 5529  df-so 5530  df-xp 5627  df-rel 5628  df-cnv 5629  df-co 5630  df-dm 5631  df-rn 5632  df-res 5633  df-ima 5634  df-iota 6444  df-fun 6490  df-fn 6491  df-f 6492  df-f1 6493  df-fo 6494  df-f1o 6495  df-fv 6496  df-riota 7311  df-ov 7357  df-oprab 7358  df-mpo 7359  df-er 8630  df-en 8878  df-dom 8879  df-sdom 8880  df-sup 9335  df-inf 9336  df-pnf 11157  df-mnf 11158  df-xr 11159  df-ltxr 11160  df-le 11161  df-sub 11355  df-neg 11356

This theorem is referenced by:  infrefilb  12117  minveclem2  25356  minveclem4  25362  aalioulem2  26271  pilem2  26392  pilem3  26393  pntlem3  27550  minvecolem2  30859  minvecolem4  30864  taupilem2  37389  ptrecube  37683  heicant  37718  hashscontpow1  42237  pellfundlb  43004  climinf  45733  fourierdlem42  46274