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 44813
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 3272 . . . . 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 2892 . . . . . 6 𝑦
6 nfre1 3273 . . . . . 6 𝑦𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥
75, 6nfralw 3299 . . . . 5 𝑦𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥
84, 7nfan 1894 . . . 4 𝑦(𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥)
9 simpl 481 . . . 4 ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥) → 𝐴 ⊆ ℝ*)
10 mnfxr 11301 . . . . 5 -∞ ∈ ℝ*
1110a1i 11 . . . 4 ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥) → -∞ ∈ ℝ*)
12 ssel2 3967 . . . . . . 7 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝑥𝐴) → 𝑥 ∈ ℝ*)
13 nltmnf 13141 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℝ* → ¬ 𝑥 < -∞)
1412, 13syl 17 . . . . . 6 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝑥𝐴) → ¬ 𝑥 < -∞)
1514ralrimiva 3136 . . . . 5 (𝐴 ⊆ ℝ* → ∀𝑥𝐴 ¬ 𝑥 < -∞)
1615adantr 479 . . . 4 ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥) → ∀𝑥𝐴 ¬ 𝑥 < -∞)
17 ralimralim 44512 . . . . 5 (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥 → ∀𝑥 ∈ ℝ (-∞ < 𝑥 → ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥))
1817adantl 480 . . . 4 ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥) → ∀𝑥 ∈ ℝ (-∞ < 𝑥 → ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥))
193, 8, 9, 11, 16, 18infxr 44812 . . 3 ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥) → inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞)
2019ex 411 . 2 (𝐴 ⊆ ℝ* → (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥 → inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞))
21 rexr 11290 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ∈ ℝ*)
2221adantl 480 . . . . 5 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 𝑥 ∈ ℝ*)
23 simpl 481 . . . . . . 7 ((inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞)
24 mnflt 13135 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ℝ → -∞ < 𝑥)
2524adantl 480 . . . . . . 7 ((inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → -∞ < 𝑥)
2623, 25eqbrtrd 5165 . . . . . 6 ((inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → inf(𝐴, ℝ*, < ) < 𝑥)
2726adantll 712 . . . . 5 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → inf(𝐴, ℝ*, < ) < 𝑥)
28 xrltso 13152 . . . . . . 7 < Or ℝ*
2928a1i 11 . . . . . 6 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → < Or ℝ*)
30 xrinfmss 13321 . . . . . . 7 (𝐴 ⊆ ℝ* → ∃𝑧 ∈ ℝ* (∀𝑤𝐴 ¬ 𝑤 < 𝑧 ∧ ∀𝑤 ∈ ℝ* (𝑧 < 𝑤 → ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤)))
3130ad2antrr 724 . . . . . 6 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → ∃𝑧 ∈ ℝ* (∀𝑤𝐴 ¬ 𝑤 < 𝑧 ∧ ∀𝑤 ∈ ℝ* (𝑧 < 𝑤 → ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤)))
3229, 31infglb 9513 . . . . 5 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → ((𝑥 ∈ ℝ* ∧ inf(𝐴, ℝ*, < ) < 𝑥) → ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥))
3322, 27, 32mp2and 697 . . . 4 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞) ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥)
3433ralrimiva 3136 . . 3 ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ inf(𝐴, ℝ*, < ) = -∞) → ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑥)
3534ex 411 . 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 394   = wceq 1533  wcel 2098  wral 3051  wrex 3060  wss 3939   class class class wbr 5143   Or wor 5583  infcinf 9464  cr 11137  -∞cmnf 11276  *cxr 11277   < clt 11278
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 2166  ax-ext 2696  ax-sep 5294  ax-nul 5301  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7738  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215  ax-pre-sup 11216
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  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 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3769  df-csb 3885  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3956  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-op 4631  df-uni 4904  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5227  df-id 5570  df-po 5584  df-so 5585  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  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 7372  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-er 8723  df-en 8963  df-dom 8964  df-sdom 8965  df-sup 9465  df-inf 9466  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11476  df-neg 11477
This theorem is referenced by:  infxrbnd2  44814  infleinf  44817  infxrunb3  44869  supminfxr  44909
  Copyright terms: Public domain W3C validator