Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  infxrunb2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem infxrunb2 44650
Description: The infimum of an unbounded-below set of extended reals is minus infinity. (Contributed by Glauco Siliprandi, 3-Mar-2021.)
Assertion
Ref Expression
infxrunb2 (𝐴 ⊆ ℝ* → (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥 ↔ inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞))
Distinct variable group:   𝑦,𝐴,𝑥

Proof of Theorem infxrunb2
Dummy variables 𝑤 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nfv 1909 . . . . 5 𝑥 𝐴 ⊆ ℝ*
2 nfra1 3275 . . . . 5 𝑥𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥
31, 2nfan 1894 . . . 4 𝑥(𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥)
4 nfv 1909 . . . . 5 𝑦 𝐴 ⊆ ℝ*
5 nfcv 2897 . . . . . 6 𝑦
6 nfre1 3276 . . . . . 6 𝑦𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥
75, 6nfralw 3302 . . . . 5 𝑦𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥
84, 7nfan 1894 . . . 4 𝑦(𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥)
9 simpl 482 . . . 4 ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥) → 𝐴 ⊆ ℝ*)
10 mnfxr 11275 . . . . 5 -∞ ∈ ℝ*
1110a1i 11 . . . 4 ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥) → -∞ ∈ ℝ*)
12 ssel2 3972 . . . . . . 7 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝑥𝐴) → 𝑥 ∈ ℝ*)
13 nltmnf 13115 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℝ* → ¬ 𝑥 < -∞)
1412, 13syl 17 . . . . . 6 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝑥𝐴) → ¬ 𝑥 < -∞)
1514ralrimiva 3140 . . . . 5 (𝐴 ⊆ ℝ* → ∀𝑥𝐴 ¬ 𝑥 < -∞)
1615adantr 480 . . . 4 ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥) → ∀𝑥𝐴 ¬ 𝑥 < -∞)
17 ralimralim 44345 . . . . 5 (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥 → ∀𝑥 ∈ ℝ (-∞ < 𝑥 → ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥))
1817adantl 481 . . . 4 ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥) → ∀𝑥 ∈ ℝ (-∞ < 𝑥 → ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥))
193, 8, 9, 11, 16, 18infxr 44649 . . 3 ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥) → inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞)
2019ex 412 . 2 (𝐴 ⊆ ℝ* → (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥 → inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞))
21 rexr 11264 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ ℝ*)
2221adantl 481 . . . . 5 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 𝑥 ∈ ℝ*)
23 simpl 482 . . . . . . 7 ((inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞)
24 mnflt 13109 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ℝ → -∞ < 𝑥)
2524adantl 481 . . . . . . 7 ((inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → -∞ < 𝑥)
2623, 25eqbrtrd 5163 . . . . . 6 ((inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → inf(𝐴, ℝ*, < ) < 𝑥)
2726adantll 711 . . . . 5 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → inf(𝐴, ℝ*, < ) < 𝑥)
28 xrltso 13126 . . . . . . 7 < Or ℝ*
2928a1i 11 . . . . . 6 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → < Or ℝ*)
30 xrinfmss 13295 . . . . . . 7 (𝐴 ⊆ ℝ* → ∃𝑧 ∈ ℝ* (∀𝑤𝐴 ¬ 𝑤 < 𝑧 ∧ ∀𝑤 ∈ ℝ* (𝑧 < 𝑤 → ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤)))
3130ad2antrr 723 . . . . . 6 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → ∃𝑧 ∈ ℝ* (∀𝑤𝐴 ¬ 𝑤 < 𝑧 ∧ ∀𝑤 ∈ ℝ* (𝑧 < 𝑤 → ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤)))
3229, 31infglb 9487 . . . . 5 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → ((𝑥 ∈ ℝ* ∧ inf(𝐴, ℝ*, < ) < 𝑥) → ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥))
3322, 27, 32mp2and 696 . . . 4 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥)
3433ralrimiva 3140 . . 3 ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞) → ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥)
3534ex 412 . 2 (𝐴 ⊆ ℝ* → (inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞ → ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥))
3620, 35impbid 211 1 (𝐴 ⊆ ℝ* → (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥 ↔ inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 205  wa 395   = wceq 1533  wcel 2098  wral 3055  wrex 3064  wss 3943   class class class wbr 5141   Or wor 5580  infcinf 9438  cr 11111  -∞cmnf 11250  *cxr 11251   < clt 11252
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  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 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-op 4630  df-uni 4903  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-id 5567  df-po 5581  df-so 5582  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  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:  infxrbnd2  44651  infleinf  44654  infxrunb3  44706  supminfxr  44746
  Copyright terms: Public domain W3C validator