Theorem infsupprpr 9523

Description: The infimum of a proper pair is less than the supremum of this pair. (Contributed by AV, 13-Mar-2023.)

Assertion

Ref	Expression
infsupprpr	⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → inf({𝐵, 𝐶}, 𝐴, 𝑅)𝑅sup({𝐵, 𝐶}, 𝐴, 𝑅))

Proof of Theorem infsupprpr

Step	Hyp	Ref	Expression
1		solin 5593	. . . 4 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴)) → (𝐵𝑅𝐶 ∨ 𝐵 = 𝐶 ∨ 𝐶𝑅𝐵))
2	1	3adantr3 1172	. . 3 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → (𝐵𝑅𝐶 ∨ 𝐵 = 𝐶 ∨ 𝐶𝑅𝐵))
3		iftrue 4511	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵𝑅𝐶 → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶) = 𝐵)
4	3	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝐵𝑅𝐶 ∧ (𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶))) → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶) = 𝐵)
5		sotric 5596	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴)) → (𝐵𝑅𝐶 ↔ ¬ (𝐵 = 𝐶 ∨ 𝐶𝑅𝐵)))
6	5	3adantr3 1172	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → (𝐵𝑅𝐶 ↔ ¬ (𝐵 = 𝐶 ∨ 𝐶𝑅𝐵)))
7	6	biimpac 478	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐵𝑅𝐶 ∧ (𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶))) → ¬ (𝐵 = 𝐶 ∨ 𝐶𝑅𝐵))
8		ioran 985	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ (𝐵 = 𝐶 ∨ 𝐶𝑅𝐵) ↔ (¬ 𝐵 = 𝐶 ∧ ¬ 𝐶𝑅𝐵))
9		simprl 770	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((¬ 𝐶𝑅𝐵 ∧ (𝐵𝑅𝐶 ∧ (𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)))) → 𝐵𝑅𝐶)
10		iffalse 4514	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (¬ 𝐶𝑅𝐵 → if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶) = 𝐶)
11	10	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((¬ 𝐶𝑅𝐵 ∧ (𝐵𝑅𝐶 ∧ (𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)))) → if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶) = 𝐶)
12	9, 11	breqtrrd 5152	. . . . . . . . 9 ⊢ ((¬ 𝐶𝑅𝐵 ∧ (𝐵𝑅𝐶 ∧ (𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)))) → 𝐵𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶))
13	12	ex 412	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ 𝐶𝑅𝐵 → ((𝐵𝑅𝐶 ∧ (𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶))) → 𝐵𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶)))
14	8, 13	simplbiim 504	. . . . . . 7 ⊢ (¬ (𝐵 = 𝐶 ∨ 𝐶𝑅𝐵) → ((𝐵𝑅𝐶 ∧ (𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶))) → 𝐵𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶)))
15	7, 14	mpcom 38	. . . . . 6 ⊢ ((𝐵𝑅𝐶 ∧ (𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶))) → 𝐵𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶))
16	4, 15	eqbrtrd 5146	. . . . 5 ⊢ ((𝐵𝑅𝐶 ∧ (𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶))) → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶)𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶))
17	16	ex 412	. . . 4 ⊢ (𝐵𝑅𝐶 → ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶)𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶)))
18		eqneqall 2944	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 = 𝐶 → (𝐵 ≠ 𝐶 → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶)𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶)))
19	18	2a1d 26	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 = 𝐶 → (𝐵 ∈ 𝐴 → (𝐶 ∈ 𝐴 → (𝐵 ≠ 𝐶 → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶)𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶)))))
20	19	3impd 1349	. . . . 5 ⊢ (𝐵 = 𝐶 → ((𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶) → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶)𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶)))
21	20	adantld 490	. . . 4 ⊢ (𝐵 = 𝐶 → ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶)𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶)))
22		pm3.22 459	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → (𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐴))
23	22	3adant3 1132	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶) → (𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐴))
24		sotric 5596	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐴)) → (𝐶𝑅𝐵 ↔ ¬ (𝐶 = 𝐵 ∨ 𝐵𝑅𝐶)))
25	24	biimpd 229	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐴)) → (𝐶𝑅𝐵 → ¬ (𝐶 = 𝐵 ∨ 𝐵𝑅𝐶)))
26	23, 25	sylan2 593	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → (𝐶𝑅𝐵 → ¬ (𝐶 = 𝐵 ∨ 𝐵𝑅𝐶)))
27	26	impcom 407	. . . . . 6 ⊢ ((𝐶𝑅𝐵 ∧ (𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶))) → ¬ (𝐶 = 𝐵 ∨ 𝐵𝑅𝐶))
28		ioran 985	. . . . . . 7 ⊢ (¬ (𝐶 = 𝐵 ∨ 𝐵𝑅𝐶) ↔ (¬ 𝐶 = 𝐵 ∧ ¬ 𝐵𝑅𝐶))
29		simpr 484	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((¬ 𝐵𝑅𝐶 ∧ 𝐶𝑅𝐵) → 𝐶𝑅𝐵)
30		iffalse 4514	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (¬ 𝐵𝑅𝐶 → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶) = 𝐶)
31		iftrue 4511	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐶𝑅𝐵 → if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶) = 𝐵)
32	30, 31	breqan12d 5140	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((¬ 𝐵𝑅𝐶 ∧ 𝐶𝑅𝐵) → (if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶)𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶) ↔ 𝐶𝑅𝐵))
33	29, 32	mpbird 257	. . . . . . . . 9 ⊢ ((¬ 𝐵𝑅𝐶 ∧ 𝐶𝑅𝐵) → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶)𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶))
34	33	a1d 25	. . . . . . . 8 ⊢ ((¬ 𝐵𝑅𝐶 ∧ 𝐶𝑅𝐵) → ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶)𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶)))
35	34	expimpd 453	. . . . . . 7 ⊢ (¬ 𝐵𝑅𝐶 → ((𝐶𝑅𝐵 ∧ (𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶))) → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶)𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶)))
36	28, 35	simplbiim 504	. . . . . 6 ⊢ (¬ (𝐶 = 𝐵 ∨ 𝐵𝑅𝐶) → ((𝐶𝑅𝐵 ∧ (𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶))) → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶)𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶)))
37	27, 36	mpcom 38	. . . . 5 ⊢ ((𝐶𝑅𝐵 ∧ (𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶))) → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶)𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶))
38	37	ex 412	. . . 4 ⊢ (𝐶𝑅𝐵 → ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶)𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶)))
39	17, 21, 38	3jaoi 1430	. . 3 ⊢ ((𝐵𝑅𝐶 ∨ 𝐵 = 𝐶 ∨ 𝐶𝑅𝐵) → ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶)𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶)))
40	2, 39	mpcom 38	. 2 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶)𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶))
41		infpr 9522	. . . 4 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → inf({𝐵, 𝐶}, 𝐴, 𝑅) = if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶))
42		suppr 9489	. . . 4 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → sup({𝐵, 𝐶}, 𝐴, 𝑅) = if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶))
43	41, 42	breq12d 5137	. . 3 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → (inf({𝐵, 𝐶}, 𝐴, 𝑅)𝑅sup({𝐵, 𝐶}, 𝐴, 𝑅) ↔ if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶)𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶)))
44	43	3adant3r3 1185	. 2 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → (inf({𝐵, 𝐶}, 𝐴, 𝑅)𝑅sup({𝐵, 𝐶}, 𝐴, 𝑅) ↔ if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶)𝑅if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶)))
45	40, 44	mpbird 257	1 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → inf({𝐵, 𝐶}, 𝐴, 𝑅)𝑅sup({𝐵, 𝐶}, 𝐴, 𝑅))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∨ wo 847   ∨ w3o 1085   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2109   ≠ wne 2933  ifcif 4505  {cpr 4608   class class class wbr 5124   Or wor 5565  supcsup 9457  infcinf 9458

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2708  ax-sep 5271  ax-nul 5281  ax-pr 5407

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2810  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-ral 3053  df-rex 3062  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3421  df-v 3466  df-dif 3934  df-un 3936  df-ss 3948  df-nul 4314  df-if 4506  df-sn 4607  df-pr 4609  df-op 4613  df-uni 4889  df-br 5125  df-opab 5187  df-po 5566  df-so 5567  df-cnv 5667  df-iota 6489  df-riota 7367  df-sup 9459  df-inf 9460

This theorem is referenced by:  prproropf1olem2  47485