Theorem ioossioobi 46530

Description: Biconditional form of ioossioo 13573. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
ioossioobi.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ*)
ioossioobi.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ*)
ioossioobi.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ*)
ioossioobi.d	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℝ*)
ioossioobi.cltd	⊢ (𝜑 → 𝐶 < 𝐷)

Assertion

Ref	Expression
ioossioobi	⊢ (𝜑 → ((𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵) ↔ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)))

Proof of Theorem ioossioobi

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 490	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
2		df-ioo 13481	. . . . . 6 ⊢ (,) = (𝑥 ∈ ℝ*, 𝑦 ∈ ℝ* ↦ {𝑧 ∈ ℝ* ∣ (𝑥 < 𝑧 ∧ 𝑧 < 𝑦)})
3	2	ixxssxr 13489	. . . . 5 ⊢ (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ*
4		infxrss 13471	. . . . 5 ⊢ (((𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵) ∧ (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ*) → inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) ≤ inf((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ))
5	1, 3, 4	sylancl 598	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) ≤ inf((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ))
6		ioossioobi.a	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ*)
7	6	adantr 486	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ*)
8		ioossioobi.b	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ*)
9	8	adantr 486	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐵 ∈ ℝ*)
10		ioossioobi.cltd	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐶 < 𝐷)
11		ioossioobi.c	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℝ*)
12		ioossioobi.d	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ℝ*)
13		ioon0 13503	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐷 ∈ ℝ*) → ((𝐶(,)𝐷) ≠ ∅ ↔ 𝐶 < 𝐷))
14	11, 12, 13	syl2anc 596	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝐶(,)𝐷) ≠ ∅ ↔ 𝐶 < 𝐷))
15	10, 14	mpbird 260	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐶(,)𝐷) ≠ ∅)
16	15	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐶(,)𝐷) ≠ ∅)
17		ssn0 4355	. . . . . 6 ⊢ (((𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵) ∧ (𝐶(,)𝐷) ≠ ∅) → (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅)
18	1, 16, 17	syl2anc 596	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅)
19		idd 25	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝑤 < 𝐵 → 𝑤 < 𝐵))
20		xrltle 13279	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝑤 < 𝐵 → 𝑤 ≤ 𝐵))
21		idd 25	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝑤 ∈ ℝ*) → (𝐴 < 𝑤 → 𝐴 < 𝑤))
22		xrltle 13279	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝑤 ∈ ℝ*) → (𝐴 < 𝑤 → 𝐴 ≤ 𝑤))
23	2, 19, 20, 21, 22	ixxlb 13499	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅) → inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐴)
24	7, 9, 18, 23	syl3anc 1398	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐴)
25	11	adantr 486	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐶 ∈ ℝ*)
26	12	adantr 486	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐷 ∈ ℝ*)
27		idd 25	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 ∈ ℝ* ∧ 𝐷 ∈ ℝ*) → (𝑤 < 𝐷 → 𝑤 < 𝐷))
28		xrltle 13279	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 ∈ ℝ* ∧ 𝐷 ∈ ℝ*) → (𝑤 < 𝐷 → 𝑤 ≤ 𝐷))
29		idd 25	. . . . . 6 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝑤 ∈ ℝ*) → (𝐶 < 𝑤 → 𝐶 < 𝑤))
30		xrltle 13279	. . . . . 6 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝑤 ∈ ℝ*) → (𝐶 < 𝑤 → 𝐶 ≤ 𝑤))
31	2, 27, 28, 29, 30	ixxlb 13499	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐷 ∈ ℝ* ∧ (𝐶(,)𝐷) ≠ ∅) → inf((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) = 𝐶)
32	25, 26, 16, 31	syl3anc 1398	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → inf((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) = 𝐶)
33	5, 24, 32	3brtr3d 5136	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐴 ≤ 𝐶)
34		supxrss 13463	. . . . 5 ⊢ (((𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵) ∧ (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ*) → sup((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) ≤ sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ))
35	1, 3, 34	sylancl 598	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → sup((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) ≤ sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ))
36	2, 27, 28, 29, 30	ixxub 13498	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐷 ∈ ℝ* ∧ (𝐶(,)𝐷) ≠ ∅) → sup((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) = 𝐷)
37	25, 26, 16, 36	syl3anc 1398	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → sup((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) = 𝐷)
38	2, 19, 20, 21, 22	ixxub 13498	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅) → sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐵)
39	7, 9, 18, 38	syl3anc 1398	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐵)
40	35, 37, 39	3brtr3d 5136	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐷 ≤ 𝐵)
41	33, 40	jca 521	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵))
42	6	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ*)
43	8	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → 𝐵 ∈ ℝ*)
44		simprl 783	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → 𝐴 ≤ 𝐶)
45		simprr 785	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → 𝐷 ≤ 𝐵)
46		ioossioo 13573	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
47	42, 43, 44, 45, 46	syl22anc 852	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
48	41, 47	impbida 813	1 ⊢ (𝜑 → ((𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵) ↔ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956   ⊆ wss 3914  ∅c0 4279   class class class wbr 5103  (class class class)co 7421  supcsup 9433  infcinf 9434  ℝ^*cxr 11343   < clt 11344   ≤ cle 11345  (,)cioo 13477

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 2213  ax-ext 2733  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7752  ax-cnex 11257  ax-resscn 11258  ax-1cn 11259  ax-icn 11260  ax-addcl 11261  ax-addrcl 11262  ax-mulcl 11263  ax-mulrcl 11264  ax-mulcom 11265  ax-addass 11266  ax-mulass 11267  ax-distr 11268  ax-i2m1 11269  ax-1ne0 11270  ax-1rid 11271  ax-rnegex 11272  ax-rrecex 11273  ax-cnre 11274  ax-pre-lttri 11275  ax-pre-lttrn 11276  ax-pre-ltadd 11277  ax-pre-mulgt0 11278  ax-pre-sup 11279

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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3900  df-un 3902  df-in 3904  df-ss 3915  df-pss 4035  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6305  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6495  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-riota 7378  df-ov 7424  df-oprab 7425  df-mpo 7426  df-om 7879  df-1st 8002  df-2nd 8003  df-frecs 8300  df-wrecs 8331  df-recs 8380  df-rdg 8419  df-er 8718  df-en 8975  df-dom 8976  df-sdom 8977  df-sup 9435  df-inf 9436  df-pnf 11346  df-mnf 11347  df-xr 11348  df-ltxr 11349  df-le 11350  df-sub 11544  df-neg 11545  df-div 11975  df-nn 12337  df-n0 12608  df-z 12695  df-uz 12967  df-q 13077  df-ioo 13481

This theorem is used by:  fourierdlem50  47167