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 44337
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 = (topGenβ€˜ran (,))
lptioo2.2 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ ℝ*)
lptioo2.3 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ ℝ)
lptioo2.4 (πœ‘ β†’ 𝐴 < 𝐡)
Assertion
Ref Expression
lptioo2 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ ((limPtβ€˜π½)β€˜(𝐴(,)𝐡)))

Proof of Theorem lptioo2
Dummy variables π‘Ž 𝑏 π‘₯ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 difssd 4132 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ ((𝐴(,)𝐡) βˆ– {𝐡}) βŠ† (𝐴(,)𝐡))
2 simpr 485 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡)) β†’ π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡))
3 ubioo 13355 . . . . . . . . . . . 12 Β¬ 𝐡 ∈ (𝐴(,)𝐡)
4 eleq1 2821 . . . . . . . . . . . . 13 (π‘₯ = 𝐡 β†’ (π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡) ↔ 𝐡 ∈ (𝐴(,)𝐡)))
54biimpcd 248 . . . . . . . . . . . 12 (π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡) β†’ (π‘₯ = 𝐡 β†’ 𝐡 ∈ (𝐴(,)𝐡)))
63, 5mtoi 198 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡) β†’ Β¬ π‘₯ = 𝐡)
76adantl 482 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡)) β†’ Β¬ π‘₯ = 𝐡)
8 velsn 4644 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ ∈ {𝐡} ↔ π‘₯ = 𝐡)
97, 8sylnibr 328 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡)) β†’ Β¬ π‘₯ ∈ {𝐡})
102, 9eldifd 3959 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝐴(,)𝐡)) β†’ π‘₯ ∈ ((𝐴(,)𝐡) βˆ– {𝐡}))
111, 10eqelssd 4003 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ ((𝐴(,)𝐡) βˆ– {𝐡}) = (𝐴(,)𝐡))
1211ineq2d 4212 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ((π‘Ž(,)𝑏) ∩ ((𝐴(,)𝐡) βˆ– {𝐡})) = ((π‘Ž(,)𝑏) ∩ (𝐴(,)𝐡)))
1312ad2antrr 724 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) β†’ ((π‘Ž(,)𝑏) ∩ ((𝐴(,)𝐡) βˆ– {𝐡})) = ((π‘Ž(,)𝑏) ∩ (𝐴(,)𝐡)))
14 simplrl 775 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) β†’ π‘Ž ∈ ℝ*)
15 simplrr 776 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) β†’ 𝑏 ∈ ℝ*)
16 lptioo2.2 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ ℝ*)
1716ad2antrr 724 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) β†’ 𝐴 ∈ ℝ*)
18 elioo3g 13352 . . . . . . . . . . 11 (𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏) ↔ ((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ 𝐡 ∈ ℝ*) ∧ (π‘Ž < 𝐡 ∧ 𝐡 < 𝑏)))
1918biimpi 215 . . . . . . . . . 10 (𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏) β†’ ((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ 𝐡 ∈ ℝ*) ∧ (π‘Ž < 𝐡 ∧ 𝐡 < 𝑏)))
2019simpld 495 . . . . . . . . 9 (𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏) β†’ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ* ∧ 𝐡 ∈ ℝ*))
2120simp3d 1144 . . . . . . . 8 (𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏) β†’ 𝐡 ∈ ℝ*)
2221adantl 482 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) β†’ 𝐡 ∈ ℝ*)
23 iooin 13357 . . . . . . 7 (((π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) ∧ (𝐴 ∈ ℝ* ∧ 𝐡 ∈ ℝ*)) β†’ ((π‘Ž(,)𝑏) ∩ (𝐴(,)𝐡)) = (if(π‘Ž ≀ 𝐴, 𝐴, π‘Ž)(,)if(𝑏 ≀ 𝐡, 𝑏, 𝐡)))
2414, 15, 17, 22, 23syl22anc 837 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) β†’ ((π‘Ž(,)𝑏) ∩ (𝐴(,)𝐡)) = (if(π‘Ž ≀ 𝐴, 𝐴, π‘Ž)(,)if(𝑏 ≀ 𝐡, 𝑏, 𝐡)))
25 iftrue 4534 . . . . . . . . . . 11 (π‘Ž ≀ 𝐴 β†’ if(π‘Ž ≀ 𝐴, 𝐴, π‘Ž) = 𝐴)
2625adantl 482 . . . . . . . . . 10 ((((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ π‘Ž ≀ 𝐴) β†’ if(π‘Ž ≀ 𝐴, 𝐴, π‘Ž) = 𝐴)
27 lptioo2.4 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝐴 < 𝐡)
2827ad3antrrr 728 . . . . . . . . . 10 ((((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ π‘Ž ≀ 𝐴) β†’ 𝐴 < 𝐡)
2926, 28eqbrtrd 5170 . . . . . . . . 9 ((((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ π‘Ž ≀ 𝐴) β†’ if(π‘Ž ≀ 𝐴, 𝐴, π‘Ž) < 𝐡)
30 iffalse 4537 . . . . . . . . . . 11 (Β¬ π‘Ž ≀ 𝐴 β†’ if(π‘Ž ≀ 𝐴, 𝐴, π‘Ž) = π‘Ž)
3130adantl 482 . . . . . . . . . 10 ((((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘Ž ≀ 𝐴) β†’ if(π‘Ž ≀ 𝐴, 𝐴, π‘Ž) = π‘Ž)
3219simprd 496 . . . . . . . . . . . 12 (𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏) β†’ (π‘Ž < 𝐡 ∧ 𝐡 < 𝑏))
3332simpld 495 . . . . . . . . . . 11 (𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏) β†’ π‘Ž < 𝐡)
3433ad2antlr 725 . . . . . . . . . 10 ((((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘Ž ≀ 𝐴) β†’ π‘Ž < 𝐡)
3531, 34eqbrtrd 5170 . . . . . . . . 9 ((((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) ∧ Β¬ π‘Ž ≀ 𝐴) β†’ if(π‘Ž ≀ 𝐴, 𝐴, π‘Ž) < 𝐡)
3629, 35pm2.61dan 811 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) β†’ if(π‘Ž ≀ 𝐴, 𝐴, π‘Ž) < 𝐡)
3732simprd 496 . . . . . . . . . . . 12 (𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏) β†’ 𝐡 < 𝑏)
3820simp2d 1143 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏) β†’ 𝑏 ∈ ℝ*)
39 xrltnle 11280 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐡 ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*) β†’ (𝐡 < 𝑏 ↔ Β¬ 𝑏 ≀ 𝐡))
4021, 38, 39syl2anc 584 . . . . . . . . . . . 12 (𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏) β†’ (𝐡 < 𝑏 ↔ Β¬ 𝑏 ≀ 𝐡))
4137, 40mpbid 231 . . . . . . . . . . 11 (𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏) β†’ Β¬ 𝑏 ≀ 𝐡)
42 iffalse 4537 . . . . . . . . . . 11 (Β¬ 𝑏 ≀ 𝐡 β†’ if(𝑏 ≀ 𝐡, 𝑏, 𝐡) = 𝐡)
4341, 42syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏) β†’ if(𝑏 ≀ 𝐡, 𝑏, 𝐡) = 𝐡)
4443eqcomd 2738 . . . . . . . . 9 (𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏) β†’ 𝐡 = if(𝑏 ≀ 𝐡, 𝑏, 𝐡))
4544adantl 482 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) β†’ 𝐡 = if(𝑏 ≀ 𝐡, 𝑏, 𝐡))
4636, 45breqtrd 5174 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) β†’ if(π‘Ž ≀ 𝐴, 𝐴, π‘Ž) < if(𝑏 ≀ 𝐡, 𝑏, 𝐡))
4717, 14ifcld 4574 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) β†’ if(π‘Ž ≀ 𝐴, 𝐴, π‘Ž) ∈ ℝ*)
4845, 22eqeltrrd 2834 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) β†’ if(𝑏 ≀ 𝐡, 𝑏, 𝐡) ∈ ℝ*)
49 ioon0 13349 . . . . . . . 8 ((if(π‘Ž ≀ 𝐴, 𝐴, π‘Ž) ∈ ℝ* ∧ if(𝑏 ≀ 𝐡, 𝑏, 𝐡) ∈ ℝ*) β†’ ((if(π‘Ž ≀ 𝐴, 𝐴, π‘Ž)(,)if(𝑏 ≀ 𝐡, 𝑏, 𝐡)) β‰  βˆ… ↔ if(π‘Ž ≀ 𝐴, 𝐴, π‘Ž) < if(𝑏 ≀ 𝐡, 𝑏, 𝐡)))
5047, 48, 49syl2anc 584 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) β†’ ((if(π‘Ž ≀ 𝐴, 𝐴, π‘Ž)(,)if(𝑏 ≀ 𝐡, 𝑏, 𝐡)) β‰  βˆ… ↔ if(π‘Ž ≀ 𝐴, 𝐴, π‘Ž) < if(𝑏 ≀ 𝐡, 𝑏, 𝐡)))
5146, 50mpbird 256 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) β†’ (if(π‘Ž ≀ 𝐴, 𝐴, π‘Ž)(,)if(𝑏 ≀ 𝐡, 𝑏, 𝐡)) β‰  βˆ…)
5224, 51eqnetrd 3008 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) β†’ ((π‘Ž(,)𝑏) ∩ (𝐴(,)𝐡)) β‰  βˆ…)
5313, 52eqnetrd 3008 . . . 4 (((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) ∧ 𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏)) β†’ ((π‘Ž(,)𝑏) ∩ ((𝐴(,)𝐡) βˆ– {𝐡})) β‰  βˆ…)
5453ex 413 . . 3 ((πœ‘ ∧ (π‘Ž ∈ ℝ* ∧ 𝑏 ∈ ℝ*)) β†’ (𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏) β†’ ((π‘Ž(,)𝑏) ∩ ((𝐴(,)𝐡) βˆ– {𝐡})) β‰  βˆ…))
5554ralrimivva 3200 . 2 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘Ž ∈ ℝ* βˆ€π‘ ∈ ℝ* (𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏) β†’ ((π‘Ž(,)𝑏) ∩ ((𝐴(,)𝐡) βˆ– {𝐡})) β‰  βˆ…))
56 lptioo2.1 . . 3 𝐽 = (topGenβ€˜ran (,))
57 ioossre 13384 . . . 4 (𝐴(,)𝐡) βŠ† ℝ
5857a1i 11 . . 3 (πœ‘ β†’ (𝐴(,)𝐡) βŠ† ℝ)
59 lptioo2.3 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ ℝ)
6056, 58, 59islptre 44325 . 2 (πœ‘ β†’ (𝐡 ∈ ((limPtβ€˜π½)β€˜(𝐴(,)𝐡)) ↔ βˆ€π‘Ž ∈ ℝ* βˆ€π‘ ∈ ℝ* (𝐡 ∈ (π‘Ž(,)𝑏) β†’ ((π‘Ž(,)𝑏) ∩ ((𝐴(,)𝐡) βˆ– {𝐡})) β‰  βˆ…)))
6155, 60mpbird 256 1 (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ ((limPtβ€˜π½)β€˜(𝐴(,)𝐡)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   β‰  wne 2940  βˆ€wral 3061   βˆ– cdif 3945   ∩ cin 3947   βŠ† wss 3948  βˆ…c0 4322  ifcif 4528  {csn 4628   class class class wbr 5148  ran crn 5677  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7408  β„cr 11108  β„*cxr 11246   < clt 11247   ≀ cle 11248  (,)cioo 13323  topGenctg 17382  limPtclp 22637
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186  ax-pre-sup 11187
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-er 8702  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-sup 9436  df-inf 9437  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-div 11871  df-nn 12212  df-n0 12472  df-z 12558  df-uz 12822  df-q 12932  df-ioo 13327  df-topgen 17388  df-top 22395  df-topon 22412  df-bases 22448  df-cld 22522  df-ntr 22523  df-cls 22524  df-nei 22601  df-lp 22639
This theorem is referenced by:  lptioo2cn  44351  fouriersw  44937
  Copyright terms: Public domain W3C validator