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

Theorem ioorf 25089
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 13423 . . . 4 (,):(ℝ* Γ— ℝ*)βŸΆπ’« ℝ
3 ffn 6717 . . . 4 ((,):(ℝ* Γ— ℝ*)βŸΆπ’« ℝ β†’ (,) Fn (ℝ* Γ— ℝ*))
4 ovelrn 7582 . . . 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 12312 . . . . . . . . 9 0 ≀ 0
7 df-br 5149 . . . . . . . . 9 (0 ≀ 0 ↔ ⟨0, 0⟩ ∈ ≀ )
86, 7mpbi 229 . . . . . . . 8 ⟨0, 0⟩ ∈ ≀
9 0xr 11260 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℝ*
10 opelxpi 5713 . . . . . . . . 9 ((0 ∈ ℝ* ∧ 0 ∈ ℝ*) β†’ ⟨0, 0⟩ ∈ (ℝ* Γ— ℝ*))
119, 9, 10mp2an 690 . . . . . . . 8 ⟨0, 0⟩ ∈ (ℝ* Γ— ℝ*)
128, 11elini 4193 . . . . . . 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 767 . . . . . . . . . 10 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏))
1514infeq1d 9471 . . . . . . . . 9 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ inf(π‘₯, ℝ*, < ) = inf((π‘Ž(,)𝑏), ℝ*, < ))
16 simplll 773 . . . . . . . . . 10 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ π‘Ž ∈ ℝ*)
17 simpllr 774 . . . . . . . . . 10 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ 𝑏 ∈ ℝ*)
18 simpr 485 . . . . . . . . . . . 12 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ Β¬ π‘₯ = βˆ…)
1918neqned 2947 . . . . . . . . . . 11 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ π‘₯ β‰  βˆ…)
2014, 19eqnetrrd 3009 . . . . . . . . . 10 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ (π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ…)
21 df-ioo 13327 . . . . . . . . . . 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 13127 . . . . . . . . . . 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 13127 . . . . . . . . . . 11 ((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑀 ∈ ℝ*) β†’ (π‘Ž < 𝑀 β†’ π‘Ž ≀ 𝑀))
2621, 22, 23, 24, 25ixxlb 13345 . . . . . . . . . 10 ((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ (π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ…) β†’ inf((π‘Ž(,)𝑏), ℝ*, < ) = π‘Ž)
2716, 17, 20, 26syl3anc 1371 . . . . . . . . 9 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ inf((π‘Ž(,)𝑏), ℝ*, < ) = π‘Ž)
2815, 27eqtrd 2772 . . . . . . . 8 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ inf(π‘₯, ℝ*, < ) = π‘Ž)
2914supeq1d 9440 . . . . . . . . 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 13344 . . . . . . . . . 10 ((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ (π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ…) β†’ sup((π‘Ž(,)𝑏), ℝ*, < ) = 𝑏)
3116, 17, 20, 30syl3anc 1371 . . . . . . . . 9 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ sup((π‘Ž(,)𝑏), ℝ*, < ) = 𝑏)
3229, 31eqtrd 2772 . . . . . . . 8 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ sup(π‘₯, ℝ*, < ) = 𝑏)
3328, 32opeq12d 4881 . . . . . . 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 13349 . . . . . . . . . . . 12 ((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) β†’ ((π‘Ž(,)𝑏) β‰  βˆ… ↔ π‘Ž < 𝑏))
3534ad2antrr 724 . . . . . . . . . . 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 13127 . . . . . . . . . . 11 ((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) β†’ (π‘Ž < 𝑏 β†’ π‘Ž ≀ 𝑏))
3837ad2antrr 724 . . . . . . . . . 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 5149 . . . . . . . . 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 5713 . . . . . . . . 9 ((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) β†’ βŸ¨π‘Ž, π‘βŸ© ∈ (ℝ* Γ— ℝ*))
4342ad2antrr 724 . . . . . . . 8 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ βŸ¨π‘Ž, π‘βŸ© ∈ (ℝ* Γ— ℝ*))
4441, 43elind 4194 . . . . . . 7 ((((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ π‘₯ = (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘₯ = βˆ…) β†’ βŸ¨π‘Ž, π‘βŸ© ∈ ( ≀ ∩ (ℝ* Γ— ℝ*)))
4533, 44eqeltrd 2833 . . . . . 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 4563 . . . . 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 413 . . . 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 3199 . . 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 7111 1 𝐹:ran (,)⟢( ≀ ∩ (ℝ* Γ— ℝ*))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   β‰  wne 2940  βˆƒwrex 3070   ∩ cin 3947  βˆ…c0 4322  ifcif 4528  π’« cpw 4602  βŸ¨cop 4634   class class class wbr 5148   ↦ cmpt 5231   Γ— cxp 5674  ran crn 5677   Fn wfn 6538  βŸΆwf 6539  (class class class)co 7408  supcsup 9434  infcinf 9435  β„cr 11108  0cc0 11109  β„*cxr 11246   < clt 11247   ≀ cle 11248  (,)cioo 13323
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 7724  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186  ax-pre-sup 11187
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-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  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-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  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 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-er 8702  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-sup 9436  df-inf 9437  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-div 11871  df-nn 12212  df-n0 12472  df-z 12558  df-uz 12822  df-q 12932  df-ioo 13327
This theorem is referenced by:  ioorcl  25093  uniioombllem2  25099
  Copyright terms: Public domain W3C validator