MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ioorf Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ioorf 25090
Description: Define a function from open intervals to their endpoints. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Mar-2015.) (Revised by AV, 13-Sep-2020.)
Hypothesis
Ref Expression
ioorf.1 𝐹 = (π‘₯ ∈ ran (,) ↦ if(π‘₯ = βˆ…, ⟨0, 0⟩, ⟨inf(π‘₯, ℝ*, < ), sup(π‘₯, ℝ*, < )⟩))
Assertion
Ref Expression
ioorf 𝐹:ran (,)⟢( ≀ ∩ (ℝ* Γ— ℝ*))

Proof of Theorem ioorf
Dummy variables π‘Ž 𝑏 𝑀 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ioorf.1 . 2 𝐹 = (π‘₯ ∈ ran (,) ↦ if(π‘₯ = βˆ…, ⟨0, 0⟩, ⟨inf(π‘₯, ℝ*, < ), sup(π‘₯, ℝ*, < )⟩))
2 ioof 13424 . . . 4 (,):(ℝ* Γ— ℝ*)βŸΆπ’« ℝ
3 ffn 6718 . . . 4 ((,):(ℝ* Γ— ℝ*)βŸΆπ’« ℝ β†’ (,) Fn (ℝ* Γ— ℝ*))
4 ovelrn 7583 . . . 4 ((,) Fn (ℝ* Γ— ℝ*) β†’ (π‘₯ ∈ ran (,) ↔ βˆƒπ‘Ž ∈ ℝ* βˆƒπ‘ ∈ ℝ* π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)))
52, 3, 4mp2b 10 . . 3 (π‘₯ ∈ ran (,) ↔ βˆƒπ‘Ž ∈ ℝ* βˆƒπ‘ ∈ ℝ* π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏))
6 0le0 12313 . . . . . . . . 9 0 ≀ 0
7 df-br 5150 . . . . . . . . 9 (0 ≀ 0 ↔ ⟨0, 0⟩ ∈ ≀ )
86, 7mpbi 229 . . . . . . . 8 ⟨0, 0⟩ ∈ ≀
9 0xr 11261 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℝ*
10 opelxpi 5714 . . . . . . . . 9 ((0 ∈ ℝ* ∧ 0 ∈ ℝ*) β†’ ⟨0, 0⟩ ∈ (ℝ* Γ— ℝ*))
119, 9, 10mp2an 691 . . . . . . . 8 ⟨0, 0⟩ ∈ (ℝ* Γ— ℝ*)
128, 11elini 4194 . . . . . . 7 ⟨0, 0⟩ ∈ ( ≀ ∩ (ℝ* Γ— ℝ*))
1312a1i 11 . . . . . 6 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ π‘₯ = βˆ…) β†’ ⟨0, 0⟩ ∈ ( ≀ ∩ (ℝ* Γ— ℝ*)))
14 simplr 768 . . . . . . . . . 10 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏))
1514infeq1d 9472 . . . . . . . . 9 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ inf(π‘₯, ℝ*, < ) = inf((π‘Ž(,)𝑏), ℝ*, < ))
16 simplll 774 . . . . . . . . . 10 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ π‘Ž ∈ ℝ*)
17 simpllr 775 . . . . . . . . . 10 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ 𝑏 ∈ ℝ*)
18 simpr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ Β¬ π‘₯ = βˆ…)
1918neqned 2948 . . . . . . . . . . 11 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ π‘₯ β‰  βˆ…)
2014, 19eqnetrrd 3010 . . . . . . . . . 10 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ (π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ…)
21 df-ioo 13328 . . . . . . . . . . 11 (,) = (π‘₯ ∈ ℝ*, 𝑦 ∈ ℝ* ↦ {𝑧 ∈ ℝ* ∣ (π‘₯ < 𝑧 ∧ 𝑧 < 𝑦)})
22 idd 24 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) β†’ (𝑀 < 𝑏 β†’ 𝑀 < 𝑏))
23 xrltle 13128 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) β†’ (𝑀 < 𝑏 β†’ 𝑀 ≀ 𝑏))
24 idd 24 . . . . . . . . . . 11 ((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑀 ∈ ℝ*) β†’ (π‘Ž < 𝑀 β†’ π‘Ž < 𝑀))
25 xrltle 13128 . . . . . . . . . . 11 ((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑀 ∈ ℝ*) β†’ (π‘Ž < 𝑀 β†’ π‘Ž ≀ 𝑀))
2621, 22, 23, 24, 25ixxlb 13346 . . . . . . . . . 10 ((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ (π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ…) β†’ inf((π‘Ž(,)𝑏), ℝ*, < ) = π‘Ž)
2716, 17, 20, 26syl3anc 1372 . . . . . . . . 9 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ inf((π‘Ž(,)𝑏), ℝ*, < ) = π‘Ž)
2815, 27eqtrd 2773 . . . . . . . 8 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ inf(π‘₯, ℝ*, < ) = π‘Ž)
2914supeq1d 9441 . . . . . . . . 9 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ sup(π‘₯, ℝ*, < ) = sup((π‘Ž(,)𝑏), ℝ*, < ))
3021, 22, 23, 24, 25ixxub 13345 . . . . . . . . . 10 ((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ (π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ…) β†’ sup((π‘Ž(,)𝑏), ℝ*, < ) = 𝑏)
3116, 17, 20, 30syl3anc 1372 . . . . . . . . 9 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ sup((π‘Ž(,)𝑏), ℝ*, < ) = 𝑏)
3229, 31eqtrd 2773 . . . . . . . 8 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ sup(π‘₯, ℝ*, < ) = 𝑏)
3328, 32opeq12d 4882 . . . . . . 7 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ ⟨inf(π‘₯, ℝ*, < ), sup(π‘₯, ℝ*, < )⟩ = βŸ¨π‘Ž, π‘βŸ©)
34 ioon0 13350 . . . . . . . . . . . 12 ((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) β†’ ((π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ… ↔ π‘Ž < 𝑏))
3534ad2antrr 725 . . . . . . . . . . 11 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ ((π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ… ↔ π‘Ž < 𝑏))
3620, 35mpbid 231 . . . . . . . . . 10 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ π‘Ž < 𝑏)
37 xrltle 13128 . . . . . . . . . . 11 ((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) β†’ (π‘Ž < 𝑏 β†’ π‘Ž ≀ 𝑏))
3837ad2antrr 725 . . . . . . . . . 10 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ (π‘Ž < 𝑏 β†’ π‘Ž ≀ 𝑏))
3936, 38mpd 15 . . . . . . . . 9 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ π‘Ž ≀ 𝑏)
40 df-br 5150 . . . . . . . . 9 (π‘Ž ≀ 𝑏 ↔ βŸ¨π‘Ž, π‘βŸ© ∈ ≀ )
4139, 40sylib 217 . . . . . . . 8 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ βŸ¨π‘Ž, π‘βŸ© ∈ ≀ )
42 opelxpi 5714 . . . . . . . . 9 ((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) β†’ βŸ¨π‘Ž, π‘βŸ© ∈ (ℝ* Γ— ℝ*))
4342ad2antrr 725 . . . . . . . 8 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ βŸ¨π‘Ž, π‘βŸ© ∈ (ℝ* Γ— ℝ*))
4441, 43elind 4195 . . . . . . 7 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ βŸ¨π‘Ž, π‘βŸ© ∈ ( ≀ ∩ (ℝ* Γ— ℝ*)))
4533, 44eqeltrd 2834 . . . . . 6 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ ⟨inf(π‘₯, ℝ*, < ), sup(π‘₯, ℝ*, < )⟩ ∈ ( ≀ ∩ (ℝ* Γ— ℝ*)))
4613, 45ifclda 4564 . . . . 5 (((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) β†’ if(π‘₯ = βˆ…, ⟨0, 0⟩, ⟨inf(π‘₯, ℝ*, < ), sup(π‘₯, ℝ*, < )⟩) ∈ ( ≀ ∩ (ℝ* Γ— ℝ*)))
4746ex 414 . . . 4 ((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) β†’ (π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏) β†’ if(π‘₯ = βˆ…, ⟨0, 0⟩, ⟨inf(π‘₯, ℝ*, < ), sup(π‘₯, ℝ*, < )⟩) ∈ ( ≀ ∩ (ℝ* Γ— ℝ*))))
4847rexlimivv 3200 . . 3 (βˆƒπ‘Ž ∈ ℝ* βˆƒπ‘ ∈ ℝ* π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏) β†’ if(π‘₯ = βˆ…, ⟨0, 0⟩, ⟨inf(π‘₯, ℝ*, < ), sup(π‘₯, ℝ*, < )⟩) ∈ ( ≀ ∩ (ℝ* Γ— ℝ*)))
495, 48sylbi 216 . 2 (π‘₯ ∈ ran (,) β†’ if(π‘₯ = βˆ…, ⟨0, 0⟩, ⟨inf(π‘₯, ℝ*, < ), sup(π‘₯, ℝ*, < )⟩) ∈ ( ≀ ∩ (ℝ* Γ— ℝ*)))
501, 49fmpti 7112 1 𝐹:ran (,)⟢( ≀ ∩ (ℝ* Γ— ℝ*))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   = wceq 1542   ∈ wcel 2107   β‰  wne 2941  βˆƒwrex 3071   ∩ cin 3948  βˆ…c0 4323  ifcif 4529  π’« cpw 4603  βŸ¨cop 4635   class class class wbr 5149   ↦ cmpt 5232   Γ— cxp 5675  ran crn 5678   Fn wfn 6539  βŸΆwf 6540  (class class class)co 7409  supcsup 9435  infcinf 9436  β„cr 11109  0cc0 11110  β„*cxr 11247   < clt 11248   ≀ cle 11249  (,)cioo 13324
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 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-pre-sup 11188
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 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-sup 9437  df-inf 9438  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-nn 12213  df-n0 12473  df-z 12559  df-uz 12823  df-q 12933  df-ioo 13328
This theorem is referenced by:  ioorcl  25094  uniioombllem2  25100
  Copyright terms: Public domain W3C validator