Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  lptioo2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lptioo2 40501
Description: The upper bound of an open interval is a limit point of the interval. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
lptioo2.1 𝐽 = (topGen‘ran (,))
lptioo2.2 (𝜑𝐴 ∈ ℝ*)
lptioo2.3 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
lptioo2.4 (𝜑𝐴 < 𝐵)
Assertion
Ref Expression
lptioo2 (𝜑𝐵 ∈ ((limPt‘𝐽)‘(𝐴(,)𝐵)))

Proof of Theorem lptioo2
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 difssd 3900 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐴(,)𝐵) ∖ {𝐵}) ⊆ (𝐴(,)𝐵))
2 simpr 477 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵))
3 ubioo 12409 . . . . . . . . . . . 12 ¬ 𝐵 ∈ (𝐴(,)𝐵)
4 eleq1 2832 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝐵 → (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) ↔ 𝐵 ∈ (𝐴(,)𝐵)))
54biimpcd 240 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) → (𝑥 = 𝐵𝐵 ∈ (𝐴(,)𝐵)))
63, 5mtoi 190 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵) → ¬ 𝑥 = 𝐵)
76adantl 473 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ¬ 𝑥 = 𝐵)
8 velsn 4350 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ {𝐵} ↔ 𝑥 = 𝐵)
97, 8sylnibr 320 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → ¬ 𝑥 ∈ {𝐵})
102, 9eldifd 3743 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐴(,)𝐵)) → 𝑥 ∈ ((𝐴(,)𝐵) ∖ {𝐵}))
111, 10eqelssd 3782 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝐴(,)𝐵) ∖ {𝐵}) = (𝐴(,)𝐵))
1211ineq2d 3976 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑎(,)𝑏) ∩ ((𝐴(,)𝐵) ∖ {𝐵})) = ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴(,)𝐵)))
1312ad2antrr 717 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ ((𝐴(,)𝐵) ∖ {𝐵})) = ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴(,)𝐵)))
14 simplrl 795 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → 𝑎 ∈ ℝ*)
15 simplrr 796 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → 𝑏 ∈ ℝ*)
16 lptioo2.2 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ ℝ*)
1716ad2antrr 717 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → 𝐴 ∈ ℝ*)
18 elioo3g 12406 . . . . . . . . . . 11 (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) ↔ ((𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝑎 < 𝐵𝐵 < 𝑏)))
1918biimpi 207 . . . . . . . . . 10 (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*) ∧ (𝑎 < 𝐵𝐵 < 𝑏)))
2019simpld 488 . . . . . . . . 9 (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*))
2120simp3d 1174 . . . . . . . 8 (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → 𝐵 ∈ ℝ*)
2221adantl 473 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → 𝐵 ∈ ℝ*)
23 iooin 12411 . . . . . . 7 (((𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ∈ ℝ*𝐵 ∈ ℝ*)) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴(,)𝐵)) = (if(𝑎𝐴, 𝐴, 𝑎)(,)if(𝑏𝐵, 𝑏, 𝐵)))
2414, 15, 17, 22, 23syl22anc 867 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴(,)𝐵)) = (if(𝑎𝐴, 𝐴, 𝑎)(,)if(𝑏𝐵, 𝑏, 𝐵)))
25 iftrue 4249 . . . . . . . . . . 11 (𝑎𝐴 → if(𝑎𝐴, 𝐴, 𝑎) = 𝐴)
2625adantl 473 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) ∧ 𝑎𝐴) → if(𝑎𝐴, 𝐴, 𝑎) = 𝐴)
27 lptioo2.4 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐴 < 𝐵)
2827ad3antrrr 721 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) ∧ 𝑎𝐴) → 𝐴 < 𝐵)
2926, 28eqbrtrd 4831 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) ∧ 𝑎𝐴) → if(𝑎𝐴, 𝐴, 𝑎) < 𝐵)
30 iffalse 4252 . . . . . . . . . . 11 𝑎𝐴 → if(𝑎𝐴, 𝐴, 𝑎) = 𝑎)
3130adantl 473 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) ∧ ¬ 𝑎𝐴) → if(𝑎𝐴, 𝐴, 𝑎) = 𝑎)
3219simprd 489 . . . . . . . . . . . 12 (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → (𝑎 < 𝐵𝐵 < 𝑏))
3332simpld 488 . . . . . . . . . . 11 (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → 𝑎 < 𝐵)
3433ad2antlr 718 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) ∧ ¬ 𝑎𝐴) → 𝑎 < 𝐵)
3531, 34eqbrtrd 4831 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) ∧ ¬ 𝑎𝐴) → if(𝑎𝐴, 𝐴, 𝑎) < 𝐵)
3629, 35pm2.61dan 847 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → if(𝑎𝐴, 𝐴, 𝑎) < 𝐵)
3732simprd 489 . . . . . . . . . . . 12 (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → 𝐵 < 𝑏)
3820simp2d 1173 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → 𝑏 ∈ ℝ*)
39 xrltnle 10359 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐵 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) → (𝐵 < 𝑏 ↔ ¬ 𝑏𝐵))
4021, 38, 39syl2anc 579 . . . . . . . . . . . 12 (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → (𝐵 < 𝑏 ↔ ¬ 𝑏𝐵))
4137, 40mpbid 223 . . . . . . . . . . 11 (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ¬ 𝑏𝐵)
42 iffalse 4252 . . . . . . . . . . 11 𝑏𝐵 → if(𝑏𝐵, 𝑏, 𝐵) = 𝐵)
4341, 42syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → if(𝑏𝐵, 𝑏, 𝐵) = 𝐵)
4443eqcomd 2771 . . . . . . . . 9 (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → 𝐵 = if(𝑏𝐵, 𝑏, 𝐵))
4544adantl 473 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → 𝐵 = if(𝑏𝐵, 𝑏, 𝐵))
4636, 45breqtrd 4835 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → if(𝑎𝐴, 𝐴, 𝑎) < if(𝑏𝐵, 𝑏, 𝐵))
4717, 14ifcld 4288 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → if(𝑎𝐴, 𝐴, 𝑎) ∈ ℝ*)
4845, 22eqeltrrd 2845 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → if(𝑏𝐵, 𝑏, 𝐵) ∈ ℝ*)
49 ioon0 12403 . . . . . . . 8 ((if(𝑎𝐴, 𝐴, 𝑎) ∈ ℝ* ∧ if(𝑏𝐵, 𝑏, 𝐵) ∈ ℝ*) → ((if(𝑎𝐴, 𝐴, 𝑎)(,)if(𝑏𝐵, 𝑏, 𝐵)) ≠ ∅ ↔ if(𝑎𝐴, 𝐴, 𝑎) < if(𝑏𝐵, 𝑏, 𝐵)))
5047, 48, 49syl2anc 579 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → ((if(𝑎𝐴, 𝐴, 𝑎)(,)if(𝑏𝐵, 𝑏, 𝐵)) ≠ ∅ ↔ if(𝑎𝐴, 𝐴, 𝑎) < if(𝑏𝐵, 𝑏, 𝐵)))
5146, 50mpbird 248 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → (if(𝑎𝐴, 𝐴, 𝑎)(,)if(𝑏𝐵, 𝑏, 𝐵)) ≠ ∅)
5224, 51eqnetrd 3004 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ (𝐴(,)𝐵)) ≠ ∅)
5313, 52eqnetrd 3004 . . . 4 (((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏)) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ ((𝐴(,)𝐵) ∖ {𝐵})) ≠ ∅)
5453ex 401 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*)) → (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ ((𝐴(,)𝐵) ∖ {𝐵})) ≠ ∅))
5554ralrimivva 3118 . 2 (𝜑 → ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ ((𝐴(,)𝐵) ∖ {𝐵})) ≠ ∅))
56 lptioo2.1 . . 3 𝐽 = (topGen‘ran (,))
57 ioossre 12437 . . . 4 (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ
5857a1i 11 . . 3 (𝜑 → (𝐴(,)𝐵) ⊆ ℝ)
59 lptioo2.3 . . 3 (𝜑𝐵 ∈ ℝ)
6056, 58, 59islptre 40489 . 2 (𝜑 → (𝐵 ∈ ((limPt‘𝐽)‘(𝐴(,)𝐵)) ↔ ∀𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* (𝐵 ∈ (𝑎(,)𝑏) → ((𝑎(,)𝑏) ∩ ((𝐴(,)𝐵) ∖ {𝐵})) ≠ ∅)))
6155, 60mpbird 248 1 (𝜑𝐵 ∈ ((limPt‘𝐽)‘(𝐴(,)𝐵)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 197  wa 384  w3a 1107   = wceq 1652  wcel 2155  wne 2937  wral 3055  cdif 3729  cin 3731  wss 3732  c0 4079  ifcif 4243  {csn 4334   class class class wbr 4809  ran crn 5278  cfv 6068  (class class class)co 6842  cr 10188  *cxr 10327   < clt 10328  cle 10329  (,)cioo 12377  topGenctg 16364  limPtclp 21218
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4930  ax-sep 4941  ax-nul 4949  ax-pow 5001  ax-pr 5062  ax-un 7147  ax-cnex 10245  ax-resscn 10246  ax-1cn 10247  ax-icn 10248  ax-addcl 10249  ax-addrcl 10250  ax-mulcl 10251  ax-mulrcl 10252  ax-mulcom 10253  ax-addass 10254  ax-mulass 10255  ax-distr 10256  ax-i2m1 10257  ax-1ne0 10258  ax-1rid 10259  ax-rnegex 10260  ax-rrecex 10261  ax-cnre 10262  ax-pre-lttri 10263  ax-pre-lttrn 10264  ax-pre-ltadd 10265  ax-pre-mulgt0 10266  ax-pre-sup 10267
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3597  df-csb 3692  df-dif 3735  df-un 3737  df-in 3739  df-ss 3746  df-pss 3748  df-nul 4080  df-if 4244  df-pw 4317  df-sn 4335  df-pr 4337  df-tp 4339  df-op 4341  df-uni 4595  df-int 4634  df-iun 4678  df-iin 4679  df-br 4810  df-opab 4872  df-mpt 4889  df-tr 4912  df-id 5185  df-eprel 5190  df-po 5198  df-so 5199  df-fr 5236  df-we 5238  df-xp 5283  df-rel 5284  df-cnv 5285  df-co 5286  df-dm 5287  df-rn 5288  df-res 5289  df-ima 5290  df-pred 5865  df-ord 5911  df-on 5912  df-lim 5913  df-suc 5914  df-iota 6031  df-fun 6070  df-fn 6071  df-f 6072  df-f1 6073  df-fo 6074  df-f1o 6075  df-fv 6076  df-riota 6803  df-ov 6845  df-oprab 6846  df-mpt2 6847  df-om 7264  df-1st 7366  df-2nd 7367  df-wrecs 7610  df-recs 7672  df-rdg 7710  df-er 7947  df-en 8161  df-dom 8162  df-sdom 8163  df-sup 8555  df-inf 8556  df-pnf 10330  df-mnf 10331  df-xr 10332  df-ltxr 10333  df-le 10334  df-sub 10522  df-neg 10523  df-div 10939  df-nn 11275  df-n0 11539  df-z 11625  df-uz 11887  df-q 11990  df-ioo 12381  df-topgen 16370  df-top 20978  df-topon 20995  df-bases 21030  df-cld 21103  df-ntr 21104  df-cls 21105  df-nei 21182  df-lp 21220
This theorem is referenced by:  lptioo2cn  40515  fouriersw  41085
  Copyright terms: Public domain W3C validator