Theorem infsupprpr 9573

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 5634	. . . 4 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴)) → (𝐵𝑅𝐶 ∨ 𝐵 = 𝐶 ∨ 𝐶𝑅𝐵))
2	1	3adantr3 1171	. . 3 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ 𝐶)) → (𝐵𝑅𝐶 ∨ 𝐵 = 𝐶 ∨ 𝐶𝑅𝐵))
3		iftrue 4554	. . . . . . 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 5637	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴)) → (𝐵𝑅𝐶 ↔ ¬ (𝐵 = 𝐶 ∨ 𝐶𝑅𝐵)))
6	5	3adantr3 1171	. . . . . . . 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 984	. . . . . . . 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 4557	. . . . . . . . . . 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 5194	. . . . . . . . 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 5188	. . . . 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 2957	. . . . . . 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 1348	. . . . 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 5637	. . . . . . . . 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 592	. . . . . . 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 984	. . . . . . 7 ⊢ (¬ (𝐶 = 𝐵 ∨ 𝐵𝑅𝐶) ↔ (¬ 𝐶 = 𝐵 ∧ ¬ 𝐵𝑅𝐶))
29		simpr 484	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((¬ 𝐵𝑅𝐶 ∧ 𝐶𝑅𝐵) → 𝐶𝑅𝐵)
30		iffalse 4557	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (¬ 𝐵𝑅𝐶 → if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶) = 𝐶)
31		iftrue 4554	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐶𝑅𝐵 → if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶) = 𝐵)
32	30, 31	breqan12d 5182	. . . . . . . . . 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 1428	. . 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 9572	. . . 4 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → inf({𝐵, 𝐶}, 𝐴, 𝑅) = if(𝐵𝑅𝐶, 𝐵, 𝐶))
42		suppr 9540	. . . 4 ⊢ ((𝑅 Or 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐴 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴) → sup({𝐵, 𝐶}, 𝐴, 𝑅) = if(𝐶𝑅𝐵, 𝐵, 𝐶))
43	41, 42	breq12d 5179	. . 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 1184	. 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 846   ∨ w3o 1086   ∧ w3a 1087   = wceq 1537   ∈ wcel 2108   ≠ wne 2946  ifcif 4548  {cpr 4650   class class class wbr 5166   Or wor 5606  supcsup 9509  infcinf 9510

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2711  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pr 5447

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2065  df-mo 2543  df-eu 2572  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-nfc 2895  df-ne 2947  df-ral 3068  df-rex 3077  df-rmo 3388  df-reu 3389  df-rab 3444  df-v 3490  df-dif 3979  df-un 3981  df-ss 3993  df-nul 4353  df-if 4549  df-sn 4649  df-pr 4651  df-op 4655  df-uni 4932  df-br 5167  df-opab 5229  df-po 5607  df-so 5608  df-cnv 5708  df-iota 6525  df-riota 7404  df-sup 9511  df-inf 9512

This theorem is referenced by:  prproropf1olem2  47378