Theorem pimltmnf2f 46618

Description: Given a real-valued function, the preimage of an open interval, unbounded below, with upper bound -∞, is the empty set. (Contributed by Glauco Siliprandi, 15-Dec-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
pimltmnf2f.1	⊢ Ⅎ𝑥𝐹
pimltmnf2f.2	⊢ Ⅎ𝑥𝐴
pimltmnf2f.3	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℝ)

Assertion

Ref	Expression
pimltmnf2f	⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑥) < -∞} = ∅)

Proof of Theorem pimltmnf2f

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pimltmnf2f.2	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑥𝐴
2		nfcv 2908	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑦𝐴
3		nfv 1913	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑦(𝐹‘𝑥) < -∞
4		pimltmnf2f.1	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑥𝐹
5		nfcv 2908	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑥𝑦
6	4, 5	nffv 6930	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑥(𝐹‘𝑦)
7		nfcv 2908	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑥 <
8		nfcv 2908	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑥-∞
9	6, 7, 8	nfbr 5213	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑥(𝐹‘𝑦) < -∞
10		fveq2 6920	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦))
11	10	breq1d 5176	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝐹‘𝑥) < -∞ ↔ (𝐹‘𝑦) < -∞))
12	1, 2, 3, 9, 11	cbvrabw 3481	. 2 ⊢ {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑥) < -∞} = {𝑦 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑦) < -∞}
13		pimltmnf2f.3	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℝ)
14	13	ffvelcdmda 7118	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) → (𝐹‘𝑦) ∈ ℝ)
15	14	rexrd 11340	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) → (𝐹‘𝑦) ∈ ℝ*)
16	15	mnfled 13198	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) → -∞ ≤ (𝐹‘𝑦))
17		mnfxr 11347	. . . . . . 7 ⊢ -∞ ∈ ℝ*
18	17	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) → -∞ ∈ ℝ*)
19	18, 15	xrlenltd 11356	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) → (-∞ ≤ (𝐹‘𝑦) ↔ ¬ (𝐹‘𝑦) < -∞))
20	16, 19	mpbid 232	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) → ¬ (𝐹‘𝑦) < -∞)
21	20	ralrimiva 3152	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑦 ∈ 𝐴 ¬ (𝐹‘𝑦) < -∞)
22		rabeq0 4411	. . 3 ⊢ ({𝑦 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑦) < -∞} = ∅ ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐴 ¬ (𝐹‘𝑦) < -∞)
23	21, 22	sylibr 234	. 2 ⊢ (𝜑 → {𝑦 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑦) < -∞} = ∅)
24	12, 23	eqtrid 2792	1 ⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑥) < -∞} = ∅)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1537   ∈ wcel 2108  Ⅎwnfc 2893  ∀wral 3067  {crab 3443  ∅c0 4352   class class class wbr 5166  ⟶wf 6569  ‘cfv 6573  ℝcr 11183  -∞cmnf 11322  ℝ^*cxr 11323   < clt 11324   ≤ cle 11325

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2711  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pow 5383  ax-pr 5447  ax-un 7770  ax-cnex 11240  ax-resscn 11241

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2065  df-mo 2543  df-eu 2572  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-nfc 2895  df-ne 2947  df-nel 3053  df-ral 3068  df-rex 3077  df-rab 3444  df-v 3490  df-sbc 3805  df-csb 3922  df-dif 3979  df-un 3981  df-in 3983  df-ss 3993  df-nul 4353  df-if 4549  df-pw 4624  df-sn 4649  df-pr 4651  df-op 4655  df-uni 4932  df-br 5167  df-opab 5229  df-mpt 5250  df-id 5593  df-xp 5706  df-rel 5707  df-cnv 5708  df-co 5709  df-dm 5710  df-rn 5711  df-res 5712  df-ima 5713  df-iota 6525  df-fun 6575  df-fn 6576  df-f 6577  df-f1 6578  df-fo 6579  df-f1o 6580  df-fv 6581  df-er 8763  df-en 9004  df-dom 9005  df-sdom 9006  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330

This theorem is referenced by:  pimltmnf2  46619  smfpimltxr  46668