MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lbreu Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lbreu 11578
Description: If a set of reals contains a lower bound, it contains a unique lower bound. (Contributed by NM, 9-Oct-2005.)
Assertion
Ref Expression
lbreu ((𝑆 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) → ∃!𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦)
Distinct variable group:   𝑥,𝑦,𝑆

Proof of Theorem lbreu
Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 breq2 5053 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑤 → (𝑥𝑦𝑥𝑤))
21rspcv 3603 . . . . . . 7 (𝑤𝑆 → (∀𝑦𝑆 𝑥𝑦𝑥𝑤))
3 breq2 5053 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑥 → (𝑤𝑦𝑤𝑥))
43rspcv 3603 . . . . . . 7 (𝑥𝑆 → (∀𝑦𝑆 𝑤𝑦𝑤𝑥))
52, 4im2anan9r 623 . . . . . 6 ((𝑥𝑆𝑤𝑆) → ((∀𝑦𝑆 𝑥𝑦 ∧ ∀𝑦𝑆 𝑤𝑦) → (𝑥𝑤𝑤𝑥)))
6 ssel 3945 . . . . . . . . . . 11 (𝑆 ⊆ ℝ → (𝑥𝑆𝑥 ∈ ℝ))
7 ssel 3945 . . . . . . . . . . 11 (𝑆 ⊆ ℝ → (𝑤𝑆𝑤 ∈ ℝ))
86, 7anim12d 611 . . . . . . . . . 10 (𝑆 ⊆ ℝ → ((𝑥𝑆𝑤𝑆) → (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑤 ∈ ℝ)))
98impcom 411 . . . . . . . . 9 (((𝑥𝑆𝑤𝑆) ∧ 𝑆 ⊆ ℝ) → (𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑤 ∈ ℝ))
10 letri3 10713 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ 𝑤 ∈ ℝ) → (𝑥 = 𝑤 ↔ (𝑥𝑤𝑤𝑥)))
119, 10syl 17 . . . . . . . 8 (((𝑥𝑆𝑤𝑆) ∧ 𝑆 ⊆ ℝ) → (𝑥 = 𝑤 ↔ (𝑥𝑤𝑤𝑥)))
1211exbiri 810 . . . . . . 7 ((𝑥𝑆𝑤𝑆) → (𝑆 ⊆ ℝ → ((𝑥𝑤𝑤𝑥) → 𝑥 = 𝑤)))
1312com23 86 . . . . . 6 ((𝑥𝑆𝑤𝑆) → ((𝑥𝑤𝑤𝑥) → (𝑆 ⊆ ℝ → 𝑥 = 𝑤)))
145, 13syld 47 . . . . 5 ((𝑥𝑆𝑤𝑆) → ((∀𝑦𝑆 𝑥𝑦 ∧ ∀𝑦𝑆 𝑤𝑦) → (𝑆 ⊆ ℝ → 𝑥 = 𝑤)))
1514com3r 87 . . . 4 (𝑆 ⊆ ℝ → ((𝑥𝑆𝑤𝑆) → ((∀𝑦𝑆 𝑥𝑦 ∧ ∀𝑦𝑆 𝑤𝑦) → 𝑥 = 𝑤)))
1615ralrimivv 3184 . . 3 (𝑆 ⊆ ℝ → ∀𝑥𝑆𝑤𝑆 ((∀𝑦𝑆 𝑥𝑦 ∧ ∀𝑦𝑆 𝑤𝑦) → 𝑥 = 𝑤))
1716anim1ci 618 . 2 ((𝑆 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) → (∃𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦 ∧ ∀𝑥𝑆𝑤𝑆 ((∀𝑦𝑆 𝑥𝑦 ∧ ∀𝑦𝑆 𝑤𝑦) → 𝑥 = 𝑤)))
18 breq1 5052 . . . 4 (𝑥 = 𝑤 → (𝑥𝑦𝑤𝑦))
1918ralbidv 3191 . . 3 (𝑥 = 𝑤 → (∀𝑦𝑆 𝑥𝑦 ↔ ∀𝑦𝑆 𝑤𝑦))
2019reu4 3707 . 2 (∃!𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦 ↔ (∃𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦 ∧ ∀𝑥𝑆𝑤𝑆 ((∀𝑦𝑆 𝑥𝑦 ∧ ∀𝑦𝑆 𝑤𝑦) → 𝑥 = 𝑤)))
2117, 20sylibr 237 1 ((𝑆 ⊆ ℝ ∧ ∃𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦) → ∃!𝑥𝑆𝑦𝑆 𝑥𝑦)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 399  wcel 2115  wral 3132  wrex 3133  ∃!wreu 3134  wss 3918   class class class wbr 5049  cr 10523  cle 10663
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2179  ax-ext 2796  ax-sep 5186  ax-nul 5193  ax-pow 5249  ax-pr 5313  ax-un 7446  ax-resscn 10581  ax-pre-lttri 10598  ax-pre-lttrn 10599
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2624  df-eu 2655  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2896  df-nfc 2964  df-ne 3014  df-nel 3118  df-ral 3137  df-rex 3138  df-reu 3139  df-rmo 3140  df-rab 3141  df-v 3481  df-sbc 3758  df-csb 3866  df-dif 3921  df-un 3923  df-in 3925  df-ss 3935  df-nul 4275  df-if 4449  df-pw 4522  df-sn 4549  df-pr 4551  df-op 4555  df-uni 4822  df-br 5050  df-opab 5112  df-mpt 5130  df-id 5443  df-po 5457  df-so 5458  df-xp 5544  df-rel 5545  df-cnv 5546  df-co 5547  df-dm 5548  df-rn 5549  df-res 5550  df-ima 5551  df-iota 6297  df-fun 6340  df-fn 6341  df-f 6342  df-f1 6343  df-fo 6344  df-f1o 6345  df-fv 6346  df-er 8274  df-en 8495  df-dom 8496  df-sdom 8497  df-pnf 10664  df-mnf 10665  df-xr 10666  df-ltxr 10667  df-le 10668
This theorem is referenced by:  lbcl  11579  lble  11580  uzwo2  12300
  Copyright terms: Public domain W3C validator