Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  pnfneige0 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem pnfneige0 30595
Description: A neighborhood of +∞ contains an unbounded interval based at a real number. See pnfnei 21432. (Contributed by Thierry Arnoux, 31-Jul-2017.)
Hypothesis
Ref Expression
pnfneige0.j 𝐽 = (TopOpen‘(ℝ*𝑠s (0[,]+∞)))
Assertion
Ref Expression
pnfneige0 ((𝐴𝐽 ∧ +∞ ∈ 𝐴) → ∃𝑥 ∈ ℝ (𝑥(,]+∞) ⊆ 𝐴)
Distinct variable group:   𝑥,𝐴
Allowed substitution hint:   𝐽(𝑥)

Proof of Theorem pnfneige0
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 0red 10380 . . . 4 (((((𝐴𝐽 ∧ +∞ ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑦(,]+∞) ⊆ (𝐴 ∩ (0(,]+∞))) ∧ 𝑦 < 0) → 0 ∈ ℝ)
2 simpllr 766 . . . 4 (((((𝐴𝐽 ∧ +∞ ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑦(,]+∞) ⊆ (𝐴 ∩ (0(,]+∞))) ∧ ¬ 𝑦 < 0) → 𝑦 ∈ ℝ)
31, 2ifclda 4341 . . 3 ((((𝐴𝐽 ∧ +∞ ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑦(,]+∞) ⊆ (𝐴 ∩ (0(,]+∞))) → if(𝑦 < 0, 0, 𝑦) ∈ ℝ)
4 rexr 10422 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℝ → 𝑦 ∈ ℝ*)
5 0xr 10423 . . . . . . . 8 0 ∈ ℝ*
65a1i 11 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℝ → 0 ∈ ℝ*)
7 pnfxr 10430 . . . . . . . 8 +∞ ∈ ℝ*
87a1i 11 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℝ → +∞ ∈ ℝ*)
9 iocinif 30107 . . . . . . 7 ((𝑦 ∈ ℝ* ∧ 0 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ*) → ((𝑦(,]+∞) ∩ (0(,]+∞)) = if(𝑦 < 0, (0(,]+∞), (𝑦(,]+∞)))
104, 6, 8, 9syl3anc 1439 . . . . . 6 (𝑦 ∈ ℝ → ((𝑦(,]+∞) ∩ (0(,]+∞)) = if(𝑦 < 0, (0(,]+∞), (𝑦(,]+∞)))
11 ovif 7014 . . . . . 6 (if(𝑦 < 0, 0, 𝑦)(,]+∞) = if(𝑦 < 0, (0(,]+∞), (𝑦(,]+∞))
1210, 11syl6reqr 2833 . . . . 5 (𝑦 ∈ ℝ → (if(𝑦 < 0, 0, 𝑦)(,]+∞) = ((𝑦(,]+∞) ∩ (0(,]+∞)))
1312ad2antlr 717 . . . 4 ((((𝐴𝐽 ∧ +∞ ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑦(,]+∞) ⊆ (𝐴 ∩ (0(,]+∞))) → (if(𝑦 < 0, 0, 𝑦)(,]+∞) = ((𝑦(,]+∞) ∩ (0(,]+∞)))
14 iocssicc 12574 . . . . . 6 (0(,]+∞) ⊆ (0[,]+∞)
15 sslin 4059 . . . . . 6 ((0(,]+∞) ⊆ (0[,]+∞) → ((𝑦(,]+∞) ∩ (0(,]+∞)) ⊆ ((𝑦(,]+∞) ∩ (0[,]+∞)))
1614, 15mp1i 13 . . . . 5 ((((𝐴𝐽 ∧ +∞ ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑦(,]+∞) ⊆ (𝐴 ∩ (0(,]+∞))) → ((𝑦(,]+∞) ∩ (0(,]+∞)) ⊆ ((𝑦(,]+∞) ∩ (0[,]+∞)))
17 simpr 479 . . . . . 6 ((((𝐴𝐽 ∧ +∞ ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑦(,]+∞) ⊆ (𝐴 ∩ (0(,]+∞))) → (𝑦(,]+∞) ⊆ (𝐴 ∩ (0(,]+∞)))
18 ssin 4055 . . . . . . . 8 (((𝑦(,]+∞) ⊆ 𝐴 ∧ (𝑦(,]+∞) ⊆ (0(,]+∞)) ↔ (𝑦(,]+∞) ⊆ (𝐴 ∩ (0(,]+∞)))
1918biimpri 220 . . . . . . 7 ((𝑦(,]+∞) ⊆ (𝐴 ∩ (0(,]+∞)) → ((𝑦(,]+∞) ⊆ 𝐴 ∧ (𝑦(,]+∞) ⊆ (0(,]+∞)))
2019simpld 490 . . . . . 6 ((𝑦(,]+∞) ⊆ (𝐴 ∩ (0(,]+∞)) → (𝑦(,]+∞) ⊆ 𝐴)
21 ssinss1 4062 . . . . . 6 ((𝑦(,]+∞) ⊆ 𝐴 → ((𝑦(,]+∞) ∩ (0[,]+∞)) ⊆ 𝐴)
2217, 20, 213syl 18 . . . . 5 ((((𝐴𝐽 ∧ +∞ ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑦(,]+∞) ⊆ (𝐴 ∩ (0(,]+∞))) → ((𝑦(,]+∞) ∩ (0[,]+∞)) ⊆ 𝐴)
2316, 22sstrd 3831 . . . 4 ((((𝐴𝐽 ∧ +∞ ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑦(,]+∞) ⊆ (𝐴 ∩ (0(,]+∞))) → ((𝑦(,]+∞) ∩ (0(,]+∞)) ⊆ 𝐴)
2413, 23eqsstrd 3858 . . 3 ((((𝐴𝐽 ∧ +∞ ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑦(,]+∞) ⊆ (𝐴 ∩ (0(,]+∞))) → (if(𝑦 < 0, 0, 𝑦)(,]+∞) ⊆ 𝐴)
25 oveq1 6929 . . . . 5 (𝑥 = if(𝑦 < 0, 0, 𝑦) → (𝑥(,]+∞) = (if(𝑦 < 0, 0, 𝑦)(,]+∞))
2625sseq1d 3851 . . . 4 (𝑥 = if(𝑦 < 0, 0, 𝑦) → ((𝑥(,]+∞) ⊆ 𝐴 ↔ (if(𝑦 < 0, 0, 𝑦)(,]+∞) ⊆ 𝐴))
2726rspcev 3511 . . 3 ((if(𝑦 < 0, 0, 𝑦) ∈ ℝ ∧ (if(𝑦 < 0, 0, 𝑦)(,]+∞) ⊆ 𝐴) → ∃𝑥 ∈ ℝ (𝑥(,]+∞) ⊆ 𝐴)
283, 24, 27syl2anc 579 . 2 ((((𝐴𝐽 ∧ +∞ ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ (𝑦(,]+∞) ⊆ (𝐴 ∩ (0(,]+∞))) → ∃𝑥 ∈ ℝ (𝑥(,]+∞) ⊆ 𝐴)
29 letopon 21417 . . . . . . . . . 10 (ordTop‘ ≤ ) ∈ (TopOn‘ℝ*)
30 iccssxr 12568 . . . . . . . . . 10 (0[,]+∞) ⊆ ℝ*
31 resttopon 21373 . . . . . . . . . 10 (((ordTop‘ ≤ ) ∈ (TopOn‘ℝ*) ∧ (0[,]+∞) ⊆ ℝ*) → ((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0[,]+∞)) ∈ (TopOn‘(0[,]+∞)))
3229, 30, 31mp2an 682 . . . . . . . . 9 ((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0[,]+∞)) ∈ (TopOn‘(0[,]+∞))
3332topontopi 21127 . . . . . . . 8 ((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0[,]+∞)) ∈ Top
3433a1i 11 . . . . . . 7 (𝐴𝐽 → ((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0[,]+∞)) ∈ Top)
35 ovex 6954 . . . . . . . 8 (0(,]+∞) ∈ V
3635a1i 11 . . . . . . 7 (𝐴𝐽 → (0(,]+∞) ∈ V)
37 pnfneige0.j . . . . . . . . . 10 𝐽 = (TopOpen‘(ℝ*𝑠s (0[,]+∞)))
38 xrge0topn 30587 . . . . . . . . . 10 (TopOpen‘(ℝ*𝑠s (0[,]+∞))) = ((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0[,]+∞))
3937, 38eqtri 2802 . . . . . . . . 9 𝐽 = ((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0[,]+∞))
4039eleq2i 2851 . . . . . . . 8 (𝐴𝐽𝐴 ∈ ((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0[,]+∞)))
4140biimpi 208 . . . . . . 7 (𝐴𝐽𝐴 ∈ ((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0[,]+∞)))
42 elrestr 16475 . . . . . . 7 ((((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0[,]+∞)) ∈ Top ∧ (0(,]+∞) ∈ V ∧ 𝐴 ∈ ((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0[,]+∞))) → (𝐴 ∩ (0(,]+∞)) ∈ (((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0[,]+∞)) ↾t (0(,]+∞)))
4334, 36, 41, 42syl3anc 1439 . . . . . 6 (𝐴𝐽 → (𝐴 ∩ (0(,]+∞)) ∈ (((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0[,]+∞)) ↾t (0(,]+∞)))
44 letop 21418 . . . . . . 7 (ordTop‘ ≤ ) ∈ Top
45 ovex 6954 . . . . . . 7 (0[,]+∞) ∈ V
46 restabs 21377 . . . . . . 7 (((ordTop‘ ≤ ) ∈ Top ∧ (0(,]+∞) ⊆ (0[,]+∞) ∧ (0[,]+∞) ∈ V) → (((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0[,]+∞)) ↾t (0(,]+∞)) = ((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0(,]+∞)))
4744, 14, 45, 46mp3an 1534 . . . . . 6 (((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0[,]+∞)) ↾t (0(,]+∞)) = ((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0(,]+∞))
4843, 47syl6eleq 2869 . . . . 5 (𝐴𝐽 → (𝐴 ∩ (0(,]+∞)) ∈ ((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0(,]+∞)))
4944a1i 11 . . . . . 6 (𝐴𝐽 → (ordTop‘ ≤ ) ∈ Top)
50 iocpnfordt 21427 . . . . . . 7 (0(,]+∞) ∈ (ordTop‘ ≤ )
5150a1i 11 . . . . . 6 (𝐴𝐽 → (0(,]+∞) ∈ (ordTop‘ ≤ ))
52 ssidd 3843 . . . . . 6 (𝐴𝐽 → (0(,]+∞) ⊆ (0(,]+∞))
53 inss2 4054 . . . . . . 7 (𝐴 ∩ (0(,]+∞)) ⊆ (0(,]+∞)
5453a1i 11 . . . . . 6 (𝐴𝐽 → (𝐴 ∩ (0(,]+∞)) ⊆ (0(,]+∞))
55 restopnb 21387 . . . . . 6 ((((ordTop‘ ≤ ) ∈ Top ∧ (0(,]+∞) ∈ V) ∧ ((0(,]+∞) ∈ (ordTop‘ ≤ ) ∧ (0(,]+∞) ⊆ (0(,]+∞) ∧ (𝐴 ∩ (0(,]+∞)) ⊆ (0(,]+∞))) → ((𝐴 ∩ (0(,]+∞)) ∈ (ordTop‘ ≤ ) ↔ (𝐴 ∩ (0(,]+∞)) ∈ ((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0(,]+∞))))
5649, 36, 51, 52, 54, 55syl23anc 1445 . . . . 5 (𝐴𝐽 → ((𝐴 ∩ (0(,]+∞)) ∈ (ordTop‘ ≤ ) ↔ (𝐴 ∩ (0(,]+∞)) ∈ ((ordTop‘ ≤ ) ↾t (0(,]+∞))))
5748, 56mpbird 249 . . . 4 (𝐴𝐽 → (𝐴 ∩ (0(,]+∞)) ∈ (ordTop‘ ≤ ))
5857adantr 474 . . 3 ((𝐴𝐽 ∧ +∞ ∈ 𝐴) → (𝐴 ∩ (0(,]+∞)) ∈ (ordTop‘ ≤ ))
59 simpr 479 . . . 4 ((𝐴𝐽 ∧ +∞ ∈ 𝐴) → +∞ ∈ 𝐴)
60 0ltpnf 12267 . . . . . 6 0 < +∞
61 ubioc1 12539 . . . . . 6 ((0 ∈ ℝ* ∧ +∞ ∈ ℝ* ∧ 0 < +∞) → +∞ ∈ (0(,]+∞))
625, 7, 60, 61mp3an 1534 . . . . 5 +∞ ∈ (0(,]+∞)
6362a1i 11 . . . 4 ((𝐴𝐽 ∧ +∞ ∈ 𝐴) → +∞ ∈ (0(,]+∞))
6459, 63elind 4021 . . 3 ((𝐴𝐽 ∧ +∞ ∈ 𝐴) → +∞ ∈ (𝐴 ∩ (0(,]+∞)))
65 pnfnei 21432 . . 3 (((𝐴 ∩ (0(,]+∞)) ∈ (ordTop‘ ≤ ) ∧ +∞ ∈ (𝐴 ∩ (0(,]+∞))) → ∃𝑦 ∈ ℝ (𝑦(,]+∞) ⊆ (𝐴 ∩ (0(,]+∞)))
6658, 64, 65syl2anc 579 . 2 ((𝐴𝐽 ∧ +∞ ∈ 𝐴) → ∃𝑦 ∈ ℝ (𝑦(,]+∞) ⊆ (𝐴 ∩ (0(,]+∞)))
6728, 66r19.29a 3264 1 ((𝐴𝐽 ∧ +∞ ∈ 𝐴) → ∃𝑥 ∈ ℝ (𝑥(,]+∞) ⊆ 𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 198  wa 386   = wceq 1601  wcel 2107  wrex 3091  Vcvv 3398  cin 3791  wss 3792  ifcif 4307   class class class wbr 4886  cfv 6135  (class class class)co 6922  cr 10271  0cc0 10272  +∞cpnf 10408  *cxr 10410   < clt 10411  cle 10412  (,]cioc 12488  [,]cicc 12490  s cress 16256  t crest 16467  TopOpenctopn 16468  ordTopcordt 16545  *𝑠cxrs 16546  Topctop 21105  TopOnctopon 21122
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1839  ax-4 1853  ax-5 1953  ax-6 2021  ax-7 2055  ax-8 2109  ax-9 2116  ax-10 2135  ax-11 2150  ax-12 2163  ax-13 2334  ax-ext 2754  ax-rep 5006  ax-sep 5017  ax-nul 5025  ax-pow 5077  ax-pr 5138  ax-un 7226  ax-cnex 10328  ax-resscn 10329  ax-1cn 10330  ax-icn 10331  ax-addcl 10332  ax-addrcl 10333  ax-mulcl 10334  ax-mulrcl 10335  ax-mulcom 10336  ax-addass 10337  ax-mulass 10338  ax-distr 10339  ax-i2m1 10340  ax-1ne0 10341  ax-1rid 10342  ax-rnegex 10343  ax-rrecex 10344  ax-cnre 10345  ax-pre-lttri 10346  ax-pre-lttrn 10347  ax-pre-ltadd 10348  ax-pre-mulgt0 10349
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1605  df-ex 1824  df-nf 1828  df-sb 2012  df-mo 2551  df-eu 2587  df-clab 2764  df-cleq 2770  df-clel 2774  df-nfc 2921  df-ne 2970  df-nel 3076  df-ral 3095  df-rex 3096  df-reu 3097  df-rab 3099  df-v 3400  df-sbc 3653  df-csb 3752  df-dif 3795  df-un 3797  df-in 3799  df-ss 3806  df-pss 3808  df-nul 4142  df-if 4308  df-pw 4381  df-sn 4399  df-pr 4401  df-tp 4403  df-op 4405  df-uni 4672  df-int 4711  df-iun 4755  df-br 4887  df-opab 4949  df-mpt 4966  df-tr 4988  df-id 5261  df-eprel 5266  df-po 5274  df-so 5275  df-fr 5314  df-we 5316  df-xp 5361  df-rel 5362  df-cnv 5363  df-co 5364  df-dm 5365  df-rn 5366  df-res 5367  df-ima 5368  df-pred 5933  df-ord 5979  df-on 5980  df-lim 5981  df-suc 5982  df-iota 6099  df-fun 6137  df-fn 6138  df-f 6139  df-f1 6140  df-fo 6141  df-f1o 6142  df-fv 6143  df-riota 6883  df-ov 6925  df-oprab 6926  df-mpt2 6927  df-om 7344  df-1st 7445  df-2nd 7446  df-wrecs 7689  df-recs 7751  df-rdg 7789  df-1o 7843  df-oadd 7847  df-er 8026  df-en 8242  df-dom 8243  df-sdom 8244  df-fin 8245  df-fi 8605  df-pnf 10413  df-mnf 10414  df-xr 10415  df-ltxr 10416  df-le 10417  df-sub 10608  df-neg 10609  df-nn 11375  df-2 11438  df-3 11439  df-4 11440  df-5 11441  df-6 11442  df-7 11443  df-8 11444  df-9 11445  df-n0 11643  df-z 11729  df-dec 11846  df-uz 11993  df-ioo 12491  df-ioc 12492  df-ico 12493  df-icc 12494  df-fz 12644  df-struct 16257  df-ndx 16258  df-slot 16259  df-base 16261  df-sets 16262  df-ress 16263  df-plusg 16351  df-mulr 16352  df-tset 16357  df-ple 16358  df-ds 16360  df-rest 16469  df-topn 16470  df-topgen 16490  df-ordt 16547  df-xrs 16548  df-ps 17586  df-tsr 17587  df-top 21106  df-topon 21123  df-bases 21158
This theorem is referenced by:  lmxrge0  30596
  Copyright terms: Public domain W3C validator