Theorem ioossioobi 45546

Description: Biconditional form of ioossioo 13458. (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 484	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
2		df-ioo 13366	. . . . . 6 ⊢ (,) = (𝑥 ∈ ℝ*, 𝑦 ∈ ℝ* ↦ {𝑧 ∈ ℝ* ∣ (𝑥 < 𝑧 ∧ 𝑧 < 𝑦)})
3	2	ixxssxr 13374	. . . . 5 ⊢ (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ*
4		infxrss 13356	. . . . 5 ⊢ (((𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵) ∧ (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ*) → inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) ≤ inf((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ))
5	1, 3, 4	sylancl 586	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) ≤ inf((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ))
6		ioossioobi.a	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ*)
7	6	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ*)
8		ioossioobi.b	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ*)
9	8	adantr 480	. . . . 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 13388	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐷 ∈ ℝ*) → ((𝐶(,)𝐷) ≠ ∅ ↔ 𝐶 < 𝐷))
14	11, 12, 13	syl2anc 584	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝐶(,)𝐷) ≠ ∅ ↔ 𝐶 < 𝐷))
15	10, 14	mpbird 257	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐶(,)𝐷) ≠ ∅)
16	15	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐶(,)𝐷) ≠ ∅)
17		ssn0 4379	. . . . . 6 ⊢ (((𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵) ∧ (𝐶(,)𝐷) ≠ ∅) → (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅)
18	1, 16, 17	syl2anc 584	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅)
19		idd 24	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝑤 < 𝐵 → 𝑤 < 𝐵))
20		xrltle 13165	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝑤 < 𝐵 → 𝑤 ≤ 𝐵))
21		idd 24	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝑤 ∈ ℝ*) → (𝐴 < 𝑤 → 𝐴 < 𝑤))
22		xrltle 13165	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝑤 ∈ ℝ*) → (𝐴 < 𝑤 → 𝐴 ≤ 𝑤))
23	2, 19, 20, 21, 22	ixxlb 13384	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅) → inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐴)
24	7, 9, 18, 23	syl3anc 1373	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐴)
25	11	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐶 ∈ ℝ*)
26	12	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐷 ∈ ℝ*)
27		idd 24	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 ∈ ℝ* ∧ 𝐷 ∈ ℝ*) → (𝑤 < 𝐷 → 𝑤 < 𝐷))
28		xrltle 13165	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 ∈ ℝ* ∧ 𝐷 ∈ ℝ*) → (𝑤 < 𝐷 → 𝑤 ≤ 𝐷))
29		idd 24	. . . . . 6 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝑤 ∈ ℝ*) → (𝐶 < 𝑤 → 𝐶 < 𝑤))
30		xrltle 13165	. . . . . 6 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝑤 ∈ ℝ*) → (𝐶 < 𝑤 → 𝐶 ≤ 𝑤))
31	2, 27, 28, 29, 30	ixxlb 13384	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐷 ∈ ℝ* ∧ (𝐶(,)𝐷) ≠ ∅) → inf((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) = 𝐶)
32	25, 26, 16, 31	syl3anc 1373	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → inf((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) = 𝐶)
33	5, 24, 32	3brtr3d 5150	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐴 ≤ 𝐶)
34		supxrss 13348	. . . . 5 ⊢ (((𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵) ∧ (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ*) → sup((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) ≤ sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ))
35	1, 3, 34	sylancl 586	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → sup((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) ≤ sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ))
36	2, 27, 28, 29, 30	ixxub 13383	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐷 ∈ ℝ* ∧ (𝐶(,)𝐷) ≠ ∅) → sup((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) = 𝐷)
37	25, 26, 16, 36	syl3anc 1373	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → sup((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) = 𝐷)
38	2, 19, 20, 21, 22	ixxub 13383	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅) → sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐵)
39	7, 9, 18, 38	syl3anc 1373	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐵)
40	35, 37, 39	3brtr3d 5150	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐷 ≤ 𝐵)
41	33, 40	jca 511	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵))
42	6	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ*)
43	8	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → 𝐵 ∈ ℝ*)
44		simprl 770	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → 𝐴 ≤ 𝐶)
45		simprr 772	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → 𝐷 ≤ 𝐵)
46		ioossioo 13458	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
47	42, 43, 44, 45, 46	syl22anc 838	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
48	41, 47	impbida 800	1 ⊢ (𝜑 → ((𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵) ↔ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2108   ≠ wne 2932   ⊆ wss 3926  ∅c0 4308   class class class wbr 5119  (class class class)co 7405  supcsup 9452  infcinf 9453  ℝ^*cxr 11268   < clt 11269   ≤ cle 11270  (,)cioo 13362

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2707  ax-sep 5266  ax-nul 5276  ax-pow 5335  ax-pr 5402  ax-un 7729  ax-cnex 11185  ax-resscn 11186  ax-1cn 11187  ax-icn 11188  ax-addcl 11189  ax-addrcl 11190  ax-mulcl 11191  ax-mulrcl 11192  ax-mulcom 11193  ax-addass 11194  ax-mulass 11195  ax-distr 11196  ax-i2m1 11197  ax-1ne0 11198  ax-1rid 11199  ax-rnegex 11200  ax-rrecex 11201  ax-cnre 11202  ax-pre-lttri 11203  ax-pre-lttrn 11204  ax-pre-ltadd 11205  ax-pre-mulgt0 11206  ax-pre-sup 11207

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2809  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3359  df-reu 3360  df-rab 3416  df-v 3461  df-sbc 3766  df-csb 3875  df-dif 3929  df-un 3931  df-in 3933  df-ss 3943  df-pss 3946  df-nul 4309  df-if 4501  df-pw 4577  df-sn 4602  df-pr 4604  df-op 4608  df-uni 4884  df-iun 4969  df-br 5120  df-opab 5182  df-mpt 5202  df-tr 5230  df-id 5548  df-eprel 5553  df-po 5561  df-so 5562  df-fr 5606  df-we 5608  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6290  df-ord 6355  df-on 6356  df-lim 6357  df-suc 6358  df-iota 6484  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-riota 7362  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7862  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-er 8719  df-en 8960  df-dom 8961  df-sdom 8962  df-sup 9454  df-inf 9455  df-pnf 11271  df-mnf 11272  df-xr 11273  df-ltxr 11274  df-le 11275  df-sub 11468  df-neg 11469  df-div 11895  df-nn 12241  df-n0 12502  df-z 12589  df-uz 12853  df-q 12965  df-ioo 13366

This theorem is referenced by:  fourierdlem50  46185