Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  infxrpnf Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem infxrpnf 44455
Description: Adding plus infinity to a set does not affect its infimum. (Contributed by Glauco Siliprandi, 2-Jan-2022.)
Assertion
Ref Expression
infxrpnf (𝐴 ⊆ ℝ* → inf((𝐴 ∪ {+∞}), ℝ*, < ) = inf(𝐴, ℝ*, < ))

Proof of Theorem infxrpnf
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 id 22 . . . 4 (𝐴 ⊆ ℝ*𝐴 ⊆ ℝ*)
2 pnfxr 11272 . . . . . 6 +∞ ∈ ℝ*
3 snssi 4811 . . . . . 6 (+∞ ∈ ℝ* → {+∞} ⊆ ℝ*)
42, 3ax-mp 5 . . . . 5 {+∞} ⊆ ℝ*
54a1i 11 . . . 4 (𝐴 ⊆ ℝ* → {+∞} ⊆ ℝ*)
61, 5unssd 4186 . . 3 (𝐴 ⊆ ℝ* → (𝐴 ∪ {+∞}) ⊆ ℝ*)
76infxrcld 44398 . 2 (𝐴 ⊆ ℝ* → inf((𝐴 ∪ {+∞}), ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
8 infxrcl 13316 . 2 (𝐴 ⊆ ℝ* → inf(𝐴, ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
9 ssun1 4172 . . . 4 𝐴 ⊆ (𝐴 ∪ {+∞})
109a1i 11 . . 3 (𝐴 ⊆ ℝ*𝐴 ⊆ (𝐴 ∪ {+∞}))
11 infxrss 13322 . . 3 ((𝐴 ⊆ (𝐴 ∪ {+∞}) ∧ (𝐴 ∪ {+∞}) ⊆ ℝ*) → inf((𝐴 ∪ {+∞}), ℝ*, < ) ≤ inf(𝐴, ℝ*, < ))
1210, 6, 11syl2anc 584 . 2 (𝐴 ⊆ ℝ* → inf((𝐴 ∪ {+∞}), ℝ*, < ) ≤ inf(𝐴, ℝ*, < ))
13 infeq1 9473 . . . . . 6 (𝐴 = ∅ → inf(𝐴, ℝ*, < ) = inf(∅, ℝ*, < ))
14 xrinf0 13321 . . . . . . . 8 inf(∅, ℝ*, < ) = +∞
1514, 2eqeltri 2829 . . . . . . 7 inf(∅, ℝ*, < ) ∈ ℝ*
1615a1i 11 . . . . . 6 (𝐴 = ∅ → inf(∅, ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
1713, 16eqeltrd 2833 . . . . 5 (𝐴 = ∅ → inf(𝐴, ℝ*, < ) ∈ ℝ*)
18 xrltso 13124 . . . . . . . . 9 < Or ℝ*
19 infsn 9502 . . . . . . . . 9 (( < Or ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*) → inf({+∞}, ℝ*, < ) = +∞)
2018, 2, 19mp2an 690 . . . . . . . 8 inf({+∞}, ℝ*, < ) = +∞
2120eqcomi 2741 . . . . . . 7 +∞ = inf({+∞}, ℝ*, < )
2221a1i 11 . . . . . 6 (𝐴 = ∅ → +∞ = inf({+∞}, ℝ*, < ))
2313, 14eqtrdi 2788 . . . . . 6 (𝐴 = ∅ → inf(𝐴, ℝ*, < ) = +∞)
24 uneq1 4156 . . . . . . . 8 (𝐴 = ∅ → (𝐴 ∪ {+∞}) = (∅ ∪ {+∞}))
25 0un 4392 . . . . . . . . 9 (∅ ∪ {+∞}) = {+∞}
2625a1i 11 . . . . . . . 8 (𝐴 = ∅ → (∅ ∪ {+∞}) = {+∞})
2724, 26eqtrd 2772 . . . . . . 7 (𝐴 = ∅ → (𝐴 ∪ {+∞}) = {+∞})
2827infeq1d 9474 . . . . . 6 (𝐴 = ∅ → inf((𝐴 ∪ {+∞}), ℝ*, < ) = inf({+∞}, ℝ*, < ))
2922, 23, 283eqtr4d 2782 . . . . 5 (𝐴 = ∅ → inf(𝐴, ℝ*, < ) = inf((𝐴 ∪ {+∞}), ℝ*, < ))
3017, 29xreqled 44339 . . . 4 (𝐴 = ∅ → inf(𝐴, ℝ*, < ) ≤ inf((𝐴 ∪ {+∞}), ℝ*, < ))
3130adantl 482 . . 3 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝐴 = ∅) → inf(𝐴, ℝ*, < ) ≤ inf((𝐴 ∪ {+∞}), ℝ*, < ))
32 neqne 2948 . . . 4 𝐴 = ∅ → 𝐴 ≠ ∅)
33 nfv 1917 . . . . 5 𝑥(𝐴 ⊆ ℝ*𝐴 ≠ ∅)
34 nfv 1917 . . . . 5 𝑦(𝐴 ⊆ ℝ*𝐴 ≠ ∅)
35 simpl 483 . . . . 5 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝐴 ≠ ∅) → 𝐴 ⊆ ℝ*)
3635, 6syl 17 . . . . 5 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝐴 ≠ ∅) → (𝐴 ∪ {+∞}) ⊆ ℝ*)
37 simpr 485 . . . . . . . 8 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝑥𝐴) → 𝑥𝐴)
38 ssel2 3977 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝑥𝐴) → 𝑥 ∈ ℝ*)
3938xrleidd 13135 . . . . . . . 8 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝑥𝐴) → 𝑥𝑥)
40 breq1 5151 . . . . . . . . 9 (𝑦 = 𝑥 → (𝑦𝑥𝑥𝑥))
4140rspcev 3612 . . . . . . . 8 ((𝑥𝐴𝑥𝑥) → ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥)
4237, 39, 41syl2anc 584 . . . . . . 7 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝑥𝐴) → ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥)
4342ad4ant14 750 . . . . . 6 ((((𝐴 ⊆ ℝ*𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∪ {+∞})) ∧ 𝑥𝐴) → ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥)
44 simpll 765 . . . . . . 7 ((((𝐴 ⊆ ℝ*𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∪ {+∞})) ∧ ¬ 𝑥𝐴) → (𝐴 ⊆ ℝ*𝐴 ≠ ∅))
45 elunnel1 4149 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∈ (𝐴 ∪ {+∞}) ∧ ¬ 𝑥𝐴) → 𝑥 ∈ {+∞})
46 elsni 4645 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ {+∞} → 𝑥 = +∞)
4745, 46syl 17 . . . . . . . 8 ((𝑥 ∈ (𝐴 ∪ {+∞}) ∧ ¬ 𝑥𝐴) → 𝑥 = +∞)
4847adantll 712 . . . . . . 7 ((((𝐴 ⊆ ℝ*𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∪ {+∞})) ∧ ¬ 𝑥𝐴) → 𝑥 = +∞)
49 simplr 767 . . . . . . . 8 (((𝐴 ⊆ ℝ*𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 = +∞) → 𝐴 ≠ ∅)
50 ssel2 3977 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝑦𝐴) → 𝑦 ∈ ℝ*)
51 pnfge 13114 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ ℝ*𝑦 ≤ +∞)
5250, 51syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝑦𝐴) → 𝑦 ≤ +∞)
5352adantlr 713 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ⊆ ℝ*𝑥 = +∞) ∧ 𝑦𝐴) → 𝑦 ≤ +∞)
54 simplr 767 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ⊆ ℝ*𝑥 = +∞) ∧ 𝑦𝐴) → 𝑥 = +∞)
5553, 54breqtrrd 5176 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ⊆ ℝ*𝑥 = +∞) ∧ 𝑦𝐴) → 𝑦𝑥)
5655ralrimiva 3146 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝑥 = +∞) → ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥)
5756adantlr 713 . . . . . . . 8 (((𝐴 ⊆ ℝ*𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 = +∞) → ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥)
58 r19.2z 4494 . . . . . . . 8 ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥) → ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥)
5949, 57, 58syl2anc 584 . . . . . . 7 (((𝐴 ⊆ ℝ*𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 = +∞) → ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥)
6044, 48, 59syl2anc 584 . . . . . 6 ((((𝐴 ⊆ ℝ*𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∪ {+∞})) ∧ ¬ 𝑥𝐴) → ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥)
6143, 60pm2.61dan 811 . . . . 5 (((𝐴 ⊆ ℝ*𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ (𝐴 ∪ {+∞})) → ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥)
6233, 34, 35, 36, 61infleinf2 44423 . . . 4 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝐴 ≠ ∅) → inf(𝐴, ℝ*, < ) ≤ inf((𝐴 ∪ {+∞}), ℝ*, < ))
6332, 62sylan2 593 . . 3 ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → inf(𝐴, ℝ*, < ) ≤ inf((𝐴 ∪ {+∞}), ℝ*, < ))
6431, 63pm2.61dan 811 . 2 (𝐴 ⊆ ℝ* → inf(𝐴, ℝ*, < ) ≤ inf((𝐴 ∪ {+∞}), ℝ*, < ))
657, 8, 12, 64xrletrid 13138 1 (𝐴 ⊆ ℝ* → inf((𝐴 ∪ {+∞}), ℝ*, < ) = inf(𝐴, ℝ*, < ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 396   = wceq 1541  wcel 2106  wne 2940  wral 3061  wrex 3070  cun 3946  wss 3948  c0 4322  {csn 4628   class class class wbr 5148   Or wor 5587  infcinf 9438  +∞cpnf 11249  *cxr 11251   < clt 11252  cle 11253
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  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 2703  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7727  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-id 5574  df-po 5588  df-so 5589  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-er 8705  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-sup 9439  df-inf 9440  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451
This theorem is referenced by:  infxrpnf2  44472
  Copyright terms: Public domain W3C validator