Theorem ioossioobi 46203

Description: Biconditional form of ioossioo 13467. (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 489	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
2		df-ioo 13375	. . . . . 6 ⊢ (,) = (𝑥 ∈ ℝ*, 𝑦 ∈ ℝ* ↦ {𝑧 ∈ ℝ* ∣ (𝑥 < 𝑧 ∧ 𝑧 < 𝑦)})
3	2	ixxssxr 13383	. . . . 5 ⊢ (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ*
4		infxrss 13365	. . . . 5 ⊢ (((𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵) ∧ (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ*) → inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) ≤ inf((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ))
5	1, 3, 4	sylancl 597	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) ≤ inf((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ))
6		ioossioobi.a	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ*)
7	6	adantr 485	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ*)
8		ioossioobi.b	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ*)
9	8	adantr 485	. . . . 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 13397	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐷 ∈ ℝ*) → ((𝐶(,)𝐷) ≠ ∅ ↔ 𝐶 < 𝐷))
14	11, 12, 13	syl2anc 595	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝐶(,)𝐷) ≠ ∅ ↔ 𝐶 < 𝐷))
15	10, 14	mpbird 260	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐶(,)𝐷) ≠ ∅)
16	15	adantr 485	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐶(,)𝐷) ≠ ∅)
17		ssn0 4361	. . . . . 6 ⊢ (((𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵) ∧ (𝐶(,)𝐷) ≠ ∅) → (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅)
18	1, 16, 17	syl2anc 595	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅)
19		idd 25	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝑤 < 𝐵 → 𝑤 < 𝐵))
20		xrltle 13173	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) → (𝑤 < 𝐵 → 𝑤 ≤ 𝐵))
21		idd 25	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝑤 ∈ ℝ*) → (𝐴 < 𝑤 → 𝐴 < 𝑤))
22		xrltle 13173	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝑤 ∈ ℝ*) → (𝐴 < 𝑤 → 𝐴 ≤ 𝑤))
23	2, 19, 20, 21, 22	ixxlb 13393	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅) → inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐴)
24	7, 9, 18, 23	syl3anc 1396	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → inf((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐴)
25	11	adantr 485	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐶 ∈ ℝ*)
26	12	adantr 485	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐷 ∈ ℝ*)
27		idd 25	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 ∈ ℝ* ∧ 𝐷 ∈ ℝ*) → (𝑤 < 𝐷 → 𝑤 < 𝐷))
28		xrltle 13173	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 ∈ ℝ* ∧ 𝐷 ∈ ℝ*) → (𝑤 < 𝐷 → 𝑤 ≤ 𝐷))
29		idd 25	. . . . . 6 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝑤 ∈ ℝ*) → (𝐶 < 𝑤 → 𝐶 < 𝑤))
30		xrltle 13173	. . . . . 6 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝑤 ∈ ℝ*) → (𝐶 < 𝑤 → 𝐶 ≤ 𝑤))
31	2, 27, 28, 29, 30	ixxlb 13393	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐷 ∈ ℝ* ∧ (𝐶(,)𝐷) ≠ ∅) → inf((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) = 𝐶)
32	25, 26, 16, 31	syl3anc 1396	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → inf((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) = 𝐶)
33	5, 24, 32	3brtr3d 5141	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐴 ≤ 𝐶)
34		supxrss 13357	. . . . 5 ⊢ (((𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵) ∧ (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ*) → sup((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) ≤ sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ))
35	1, 3, 34	sylancl 597	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → sup((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) ≤ sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ))
36	2, 27, 28, 29, 30	ixxub 13392	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ ℝ* ∧ 𝐷 ∈ ℝ* ∧ (𝐶(,)𝐷) ≠ ∅) → sup((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) = 𝐷)
37	25, 26, 16, 36	syl3anc 1396	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → sup((𝐶(,)𝐷), ℝ*, < ) = 𝐷)
38	2, 19, 20, 21, 22	ixxub 13392	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ (𝐴(,)𝐵) ≠ ∅) → sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐵)
39	7, 9, 18, 38	syl3anc 1396	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → sup((𝐴(,)𝐵), ℝ*, < ) = 𝐵)
40	35, 37, 39	3brtr3d 5141	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → 𝐷 ≤ 𝐵)
41	33, 40	jca 520	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵)) → (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵))
42	6	adantr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → 𝐴 ∈ ℝ*)
43	8	adantr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → 𝐵 ∈ ℝ*)
44		simprl 782	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → 𝐴 ≤ 𝐶)
45		simprr 784	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → 𝐷 ≤ 𝐵)
46		ioossioo 13467	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
47	42, 43, 44, 45, 46	syl22anc 851	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)) → (𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
48	41, 47	impbida 812	1 ⊢ (𝜑 → ((𝐶(,)𝐷) ⊆ (𝐴(,)𝐵) ↔ (𝐴 ≤ 𝐶 ∧ 𝐷 ≤ 𝐵)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   = wceq 1568   ∈ wcel 2141   ≠ wne 2956   ⊆ wss 3904  ∅c0 4285   class class class wbr 5108  (class class class)co 7410  supcsup 9399  infcinf 9400  ℝ^*cxr 11241   < clt 11242   ≤ cle 11243  (,)cioo 13371

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1823  ax-4 1837  ax-5 1938  ax-6 1995  ax-7 2036  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-cnex 11155  ax-resscn 11156  ax-1cn 11157  ax-icn 11158  ax-addcl 11159  ax-addrcl 11160  ax-mulcl 11161  ax-mulrcl 11162  ax-mulcom 11163  ax-addass 11164  ax-mulass 11165  ax-distr 11166  ax-i2m1 11167  ax-1ne0 11168  ax-1rid 11169  ax-rnegex 11170  ax-rrecex 11171  ax-cnre 11172  ax-pre-lttri 11173  ax-pre-lttrn 11174  ax-pre-ltadd 11175  ax-pre-mulgt0 11176  ax-pre-sup 11177

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1571  df-fal 1581  df-ex 1808  df-nf 1812  df-sb 2095  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 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3744  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4595  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7862  df-1st 7985  df-2nd 7986  df-frecs 8277  df-wrecs 8308  df-recs 8357  df-rdg 8396  df-er 8693  df-en 8943  df-dom 8944  df-sdom 8945  df-sup 9401  df-inf 9402  df-pnf 11244  df-mnf 11245  df-xr 11246  df-ltxr 11247  df-le 11248  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11871  df-nn 12233  df-n0 12504  df-z 12591  df-uz 12862  df-q 12972  df-ioo 13375

This theorem is referenced by:  fourierdlem50  46840