Theorem infxrbnd2 44014

Description: The infimum of a bounded-below set of extended reals is greater than minus infinity. (Contributed by Glauco Siliprandi, 3-Mar-2021.)

Assertion

Ref	Expression
infxrbnd2	⊢ (𝐴 ⊆ ℝ* → (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑥 ≤ 𝑦 ↔ -∞ < inf(𝐴, ℝ*, < )))

Distinct variable group:   𝑥,𝐴,𝑦

Proof of Theorem infxrbnd2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ralnex 3073	. . . 4 ⊢ (∀𝑥 ∈ ℝ ¬ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑥 ≤ 𝑦 ↔ ¬ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑥 ≤ 𝑦)
2		ssel2 3976	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) → 𝑦 ∈ ℝ*)
3		rexr 11256	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ ℝ*)
4		simpl 484	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑦 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 ∈ ℝ*) → 𝑦 ∈ ℝ*)
5		simpr 486	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑦 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 ∈ ℝ*) → 𝑥 ∈ ℝ*)
6	4, 5	xrltnled 44008	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑦 ∈ ℝ* ∧ 𝑥 ∈ ℝ*) → (𝑦 < 𝑥 ↔ ¬ 𝑥 ≤ 𝑦))
7	2, 3, 6	syl2an 597	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (𝑦 < 𝑥 ↔ ¬ 𝑥 ≤ 𝑦))
8	7	an32s 651	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ 𝑥 ∈ ℝ) ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) → (𝑦 < 𝑥 ↔ ¬ 𝑥 ≤ 𝑦))
9	8	rexbidva 3177	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (∃𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 < 𝑥 ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐴 ¬ 𝑥 ≤ 𝑦))
10		rexnal 3101	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝐴 ¬ 𝑥 ≤ 𝑦 ↔ ¬ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑥 ≤ 𝑦)
11	9, 10	bitr2di 288	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → (¬ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑥 ≤ 𝑦 ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 < 𝑥))
12	11	ralbidva 3176	. . . 4 ⊢ (𝐴 ⊆ ℝ* → (∀𝑥 ∈ ℝ ¬ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑥 ≤ 𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 < 𝑥))
13	1, 12	bitr3id 285	. . 3 ⊢ (𝐴 ⊆ ℝ* → (¬ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑥 ≤ 𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 < 𝑥))
14		infxrunb2 44013	. . 3 ⊢ (𝐴 ⊆ ℝ* → (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 < 𝑥 ↔ inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞))
15		infxrcl 13308	. . . 4 ⊢ (𝐴 ⊆ ℝ* → inf(𝐴, ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
16		ngtmnft 13141	. . . 4 ⊢ (inf(𝐴, ℝ*, < ) ∈ ℝ* → (inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞ ↔ ¬ -∞ < inf(𝐴, ℝ*, < )))
17	15, 16	syl 17	. . 3 ⊢ (𝐴 ⊆ ℝ* → (inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞ ↔ ¬ -∞ < inf(𝐴, ℝ*, < )))
18	13, 14, 17	3bitrd 305	. 2 ⊢ (𝐴 ⊆ ℝ* → (¬ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑥 ≤ 𝑦 ↔ ¬ -∞ < inf(𝐴, ℝ*, < )))
19	18	con4bid 317	1 ⊢ (𝐴 ⊆ ℝ* → (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑥 ≤ 𝑦 ↔ -∞ < inf(𝐴, ℝ*, < )))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   = wceq 1542   ∈ wcel 2107  ∀wral 3062  ∃wrex 3071   ⊆ wss 3947   class class class wbr 5147  infcinf 9432  ℝcr 11105  -∞cmnf 11242  ℝ^*cxr 11243   < clt 11244   ≤ cle 11245

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 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7720  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-id 5573  df-po 5587  df-so 5588  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7360  df-ov 7407  df-oprab 7408  df-mpo 7409  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-sup 9433  df-inf 9434  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443

This theorem is referenced by:  infleinf  44017