Theorem ioorinv2 25809

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 13508	. . 3 ⊢ (𝐴(,)𝐵) ∈ ran (,)
2		ioorf.1	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ ran (,) ↦ if(𝑥 = ∅, ⟨0, 0⟩, ⟨inf(𝑥, ℝ*, < ), sup(𝑥, ℝ*, < )⟩))
3	2	ioorval 25808	. . 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 4497	. . 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 4303	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ ↔ ∃𝑥 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵))
7		eliooxr 13461	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) → (𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*))
8	7	exlimiv 1963	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑥 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) → (𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*))
9	6, 8	sylbi 220	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → (𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*))
10	9	simpld 500	. . . . 5 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → 𝐴 ∈ ℝ*)
11	9	simprd 501	. . . . 5 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → 𝐵 ∈ ℝ*)
12		id 23	. . . . 5 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅)
13		df-ioo 13406	. . . . . 6 ⊢ (,) = (𝑥 ∈ ℝ*, 𝑦 ∈ ℝ* ↦ {𝑧 ∈ ℝ* ∣ (𝑥 < 𝑧 ∧ 𝑧 < 𝑦)})
14		idd 25	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝑤 < 𝐵 → 𝑤 < 𝐵))
15		xrltle 13204	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝑤 < 𝐵 → 𝑤 ≤ 𝐵))
16		idd 25	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝑤 ∈ ℝ*) → (𝐴 < 𝑤 → 𝐴 < 𝑤))
17		xrltle 13204	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝑤 ∈ ℝ*) → (𝐴 < 𝑤 → 𝐴 ≤ 𝑤))
18	13, 14, 15, 16, 17	ixxlb 13424	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅) → inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐴)
19	10, 11, 12, 18	syl3anc 1398	. . . 4 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐴)
20	13, 14, 15, 16, 17	ixxub 13423	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅) → sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐵)
21	10, 11, 12, 20	syl3anc 1398	. . . 4 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐵)
22	19, 21	opeq12d 4844	. . 3 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → ⟨inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ), sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < )⟩ = ⟨𝐴, 𝐵⟩)
23	5, 22	eqtrd 2797	. 2 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → if((𝐴(,)𝐵) = ∅, ⟨0, 0⟩, ⟨inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ), sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < )⟩) = ⟨𝐴, 𝐵⟩)
24	4, 23	eqtrid 2809	1 ⊢ ((𝐴(,)𝐵) ≠ ∅ → (𝐹‘(𝐴(,)𝐵)) = ⟨𝐴, 𝐵⟩)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2957  ∅c0 4282  ifcif 4485  ⟨cop 4593   class class class wbr 5107   ↦ cmpt 5190  ran crn 5660  ‘cfv 6537  (class class class)co 7417  supcsup 9414  infcinf 9415  0cc0 11128  ℝ^*cxr 11270   < clt 11271  (,)cioo 13402

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7740  ax-cnex 11184  ax-resscn 11185  ax-1cn 11186  ax-icn 11187  ax-addcl 11188  ax-addrcl 11189  ax-mulcl 11190  ax-mulrcl 11191  ax-mulcom 11192  ax-addass 11193  ax-mulass 11194  ax-distr 11195  ax-i2m1 11196  ax-1ne0 11197  ax-1rid 11198  ax-rnegex 11199  ax-rrecex 11200  ax-cnre 11201  ax-pre-lttri 11202  ax-pre-lttrn 11203  ax-pre-ltadd 11204  ax-pre-mulgt0 11205  ax-pre-sup 11206

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7374  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-er 8700  df-en 8957  df-dom 8958  df-sdom 8959  df-sup 9416  df-inf 9417  df-pnf 11273  df-mnf 11274  df-xr 11275  df-ltxr 11276  df-le 11277  df-sub 11471  df-neg 11472  df-div 11900  df-nn 12262  df-n0 12533  df-z 12620  df-uz 12892  df-q 13002  df-ioo 13406

This theorem is used by:  ioorinv  25810  ioorcl  25811