Theorem preimaicomnf 42400

Description: Preimage of an open interval, unbounded below. (Contributed by Glauco Siliprandi, 26-Jun-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
preimaicomnf.1	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℝ*)
preimaicomnf.2	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ*)

Assertion

Ref	Expression
preimaicomnf	⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ (-∞[,)𝐵)) = {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑥) < 𝐵})

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐹   𝜑,𝑥

Proof of Theorem preimaicomnf

Step	Hyp	Ref	Expression
1		preimaicomnf.1	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℝ*)
2	1	ffnd 6343	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹 Fn 𝐴)
3		fncnvima2 6654	. . 3 ⊢ (𝐹 Fn 𝐴 → (◡𝐹 “ (-∞[,)𝐵)) = {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑥) ∈ (-∞[,)𝐵)})
4	2, 3	syl 17	. 2 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ (-∞[,)𝐵)) = {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑥) ∈ (-∞[,)𝐵)})
5		mnfxr 10494	. . . . . . 7 ⊢ -∞ ∈ ℝ*
6	5	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ (𝐹‘𝑥) ∈ (-∞[,)𝐵)) → -∞ ∈ ℝ*)
7		preimaicomnf.2	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ*)
8	7	ad2antrr 713	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ (𝐹‘𝑥) ∈ (-∞[,)𝐵)) → 𝐵 ∈ ℝ*)
9		simpr 477	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ (𝐹‘𝑥) ∈ (-∞[,)𝐵)) → (𝐹‘𝑥) ∈ (-∞[,)𝐵))
10		icoltub 41194	. . . . . 6 ⊢ ((-∞ ∈ ℝ* ∧ 𝐵 ∈ ℝ* ∧ (𝐹‘𝑥) ∈ (-∞[,)𝐵)) → (𝐹‘𝑥) < 𝐵)
11	6, 8, 9, 10	syl3anc 1351	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ (𝐹‘𝑥) ∈ (-∞[,)𝐵)) → (𝐹‘𝑥) < 𝐵)
12	11	ex 405	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ((𝐹‘𝑥) ∈ (-∞[,)𝐵) → (𝐹‘𝑥) < 𝐵))
13	5	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ (𝐹‘𝑥) < 𝐵) → -∞ ∈ ℝ*)
14	7	ad2antrr 713	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ (𝐹‘𝑥) < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ*)
15	1	ffvelrnda 6674	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ*)
16	15	adantr 473	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ (𝐹‘𝑥) < 𝐵) → (𝐹‘𝑥) ∈ ℝ*)
17	15	mnfled 41069	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → -∞ ≤ (𝐹‘𝑥))
18	17	adantr 473	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ (𝐹‘𝑥) < 𝐵) → -∞ ≤ (𝐹‘𝑥))
19		simpr 477	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ (𝐹‘𝑥) < 𝐵) → (𝐹‘𝑥) < 𝐵)
20	13, 14, 16, 18, 19	elicod 12600	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ (𝐹‘𝑥) < 𝐵) → (𝐹‘𝑥) ∈ (-∞[,)𝐵))
21	20	ex 405	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ((𝐹‘𝑥) < 𝐵 → (𝐹‘𝑥) ∈ (-∞[,)𝐵)))
22	12, 21	impbid 204	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ((𝐹‘𝑥) ∈ (-∞[,)𝐵) ↔ (𝐹‘𝑥) < 𝐵))
23	22	rabbidva 3399	. 2 ⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑥) ∈ (-∞[,)𝐵)} = {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑥) < 𝐵})
24	4, 23	eqtrd 2811	1 ⊢ (𝜑 → (◡𝐹 “ (-∞[,)𝐵)) = {𝑥 ∈ 𝐴 ∣ (𝐹‘𝑥) < 𝐵})

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 387   = wceq 1507   ∈ wcel 2048  {crab 3089   class class class wbr 4927  ^◡ccnv 5403   “ cima 5407   Fn wfn 6181  ⟶wf 6182  ‘cfv 6186  (class class class)co 6974  -∞cmnf 10468  ℝ^*cxr 10469   < clt 10470   ≤ cle 10471  [,)cico 12553

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1758  ax-4 1772  ax-5 1869  ax-6 1928  ax-7 1964  ax-8 2050  ax-9 2057  ax-10 2077  ax-11 2091  ax-12 2104  ax-13 2299  ax-ext 2747  ax-sep 5058  ax-nul 5065  ax-pow 5117  ax-pr 5184  ax-un 7277  ax-cnex 10387  ax-resscn 10388

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 388  df-or 834  df-3an 1070  df-tru 1510  df-ex 1743  df-nf 1747  df-sb 2014  df-mo 2544  df-eu 2580  df-clab 2756  df-cleq 2768  df-clel 2843  df-nfc 2915  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3090  df-rex 3091  df-rab 3094  df-v 3414  df-sbc 3681  df-csb 3786  df-dif 3831  df-un 3833  df-in 3835  df-ss 3842  df-nul 4178  df-if 4349  df-pw 4422  df-sn 4440  df-pr 4442  df-op 4446  df-uni 4711  df-br 4928  df-opab 4990  df-mpt 5007  df-id 5309  df-xp 5410  df-rel 5411  df-cnv 5412  df-co 5413  df-dm 5414  df-rn 5415  df-res 5416  df-ima 5417  df-iota 6150  df-fun 6188  df-fn 6189  df-f 6190  df-f1 6191  df-fo 6192  df-f1o 6193  df-fv 6194  df-ov 6977  df-oprab 6978  df-mpo 6979  df-er 8085  df-en 8303  df-dom 8304  df-sdom 8305  df-pnf 10472  df-mnf 10473  df-xr 10474  df-ltxr 10475  df-le 10476  df-ico 12557

This theorem is referenced by:  preimaioomnf  42407