Theorem ioorinv2 25617

Description: The function 𝐹 is an "inverse" of sorts to the open interval function. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Mar-2015.) (Revised by AV, 13-Sep-2020.)

Hypothesis

Ref	Expression
ioorf.1	⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ ran (,) ↦ if(𝑥 = ∅, ⟨0, 0⟩, ⟨inf(𝑥, ℝ*, < ), sup(𝑥, ℝ*, < )⟩))

Assertion

Ref	Expression
ioorinv2	⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → (𝐹‘(𝐴(,)𝐵)) = ⟨𝐴, 𝐵⟩)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵

Allowed substitution hint:   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem ioorinv2

Dummy variables 𝑤 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ioorebas 13452	. . 3 ⊢ (𝐴(,)𝐵) ∈ ran (,)
2		ioorf.1	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ ran (,) ↦ if(𝑥 = ∅, ⟨0, 0⟩, ⟨inf(𝑥, ℝ*, < ), sup(𝑥, ℝ*, < )⟩))
3	2	ioorval 25616	. . 3 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ∈ ran (,) → (𝐹‘(𝐴(,)𝐵)) = if((𝐴(,)𝐵) = ∅, ⟨0, 0⟩, ⟨inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ), sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < )⟩))
4	1, 3	ax-mp 5	. 2 ⊢ (𝐹‘(𝐴(,)𝐵)) = if((𝐴(,)𝐵) = ∅, ⟨0, 0⟩, ⟨inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ), sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < )⟩)
5		ifnefalse 4491	. . 3 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → if((𝐴(,)𝐵) = ∅, ⟨0, 0⟩, ⟨inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ), sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < )⟩) = ⟨inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ), sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < )⟩)
6		n0 4305	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ ↔ ∃𝑥 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵))
7		eliooxr 13405	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) → (𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*))
8	7	exlimiv 1949	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑥 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) → (𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*))
9	6, 8	sylbi 219	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → (𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*))
10	9	simpld 498	. . . . 5 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → 𝐴 ∈ ℝ*)
11	9	simprd 499	. . . . 5 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → 𝐵 ∈ ℝ*)
12		id 22	. . . . 5 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅)
13		df-ioo 13350	. . . . . 6 ⊢ (,) = (𝑥 ∈ ℝ*, 𝑦 ∈ ℝ* ↦ {𝑧 ∈ ℝ* ∣ (𝑥 < 𝑧 ∧ 𝑧 < 𝑦)})
14		idd 24	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝑤 < 𝐵 → 𝑤 < 𝐵))
15		xrltle 13148	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝑤 < 𝐵 → 𝑤 ≤ 𝐵))
16		idd 24	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝑤 ∈ ℝ*) → (𝐴 < 𝑤 → 𝐴 < 𝑤))
17		xrltle 13148	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝑤 ∈ ℝ*) → (𝐴 < 𝑤 → 𝐴 ≤ 𝑤))
18	13, 14, 15, 16, 17	ixxlb 13368	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅) → inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐴)
19	10, 11, 12, 18	syl3anc 1389	. . . 4 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐴)
20	13, 14, 15, 16, 17	ixxub 13367	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅) → sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐵)
21	10, 11, 12, 20	syl3anc 1389	. . . 4 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐵)
22	19, 21	opeq12d 4838	. . 3 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → ⟨inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ), sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < )⟩ = ⟨𝐴, 𝐵⟩)
23	5, 22	eqtrd 2796	. 2 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → if((𝐴(,)𝐵) = ∅, ⟨0, 0⟩, ⟨inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ), sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < )⟩) = ⟨𝐴, 𝐵⟩)
24	4, 23	eqtrid 2808	1 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → (𝐹‘(𝐴(,)𝐵)) = ⟨𝐴, 𝐵⟩)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1559  ∃wex 1798   ∈ wcel 2141   ≠ wne 2956  ∅c0 4285  ifcif 4479  ⟨cop 4587   class class class wbr 5099   ↦ cmpt 5180  ran crn 5646  ‘cfv 6517  (class class class)co 7392  supcsup 9383  infcinf 9384  0cc0 11070  ℝ^*cxr 11212   < clt 11213  (,)cioo 13346

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1814  ax-4 1828  ax-5 1929  ax-6 1986  ax-7 2027  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-sep 5245  ax-nul 5255  ax-pow 5321  ax-pr 5389  ax-un 7714  ax-cnex 11126  ax-resscn 11127  ax-1cn 11128  ax-icn 11129  ax-addcl 11130  ax-addrcl 11131  ax-mulcl 11132  ax-mulrcl 11133  ax-mulcom 11134  ax-addass 11135  ax-mulass 11136  ax-distr 11137  ax-i2m1 11138  ax-1ne0 11139  ax-1rid 11140  ax-rnegex 11141  ax-rrecex 11142  ax-cnre 11143  ax-pre-lttri 11144  ax-pre-lttrn 11145  ax-pre-ltadd 11146  ax-pre-mulgt0 11147  ax-pre-sup 11148

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1098  df-3an 1099  df-tru 1562  df-fal 1572  df-ex 1799  df-nf 1803  df-sb 2090  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3061  df-ral 3076  df-rex 3086  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3455  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4582  df-pr 4584  df-op 4588  df-uni 4865  df-iun 4950  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-tr 5207  df-id 5540  df-eprel 5545  df-po 5553  df-so 5554  df-fr 5598  df-we 5600  df-xp 5651  df-rel 5652  df-cnv 5653  df-co 5654  df-dm 5655  df-rn 5656  df-res 5657  df-ima 5658  df-pred 6284  df-ord 6345  df-on 6346  df-lim 6347  df-suc 6348  df-iota 6473  df-fun 6519  df-fn 6520  df-f 6521  df-f1 6522  df-fo 6523  df-f1o 6524  df-fv 6525  df-riota 7349  df-ov 7395  df-oprab 7396  df-mpo 7397  df-om 7843  df-1st 7966  df-2nd 7967  df-frecs 8257  df-wrecs 8288  df-recs 8337  df-rdg 8376  df-er 8673  df-en 8924  df-dom 8925  df-sdom 8926  df-sup 9385  df-inf 9386  df-pnf 11215  df-mnf 11216  df-xr 11217  df-ltxr 11218  df-le 11219  df-sub 11413  df-neg 11414  df-div 11842  df-nn 12208  df-n0 12479  df-z 12566  df-uz 12837  df-q 12947  df-ioo 13350

This theorem is referenced by:  ioorinv  25618  ioorcl  25619