Users' Mathboxes Mathbox for Richard Penner < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  safesnsupfilb Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem safesnsupfilb 44609
Description: If 𝐵 is a finite subset of ordered class 𝐴, we can safely create a small subset with the same largest element and upper bound, if any. (Contributed by RP, 3-Sep-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
safesnsupfilb.small (𝜑 → (𝑂 = ∅ ∨ 𝑂 = 1o))
safesnsupfilb.finite (𝜑 → 𝐵 ∈ Fin)
safesnsupfilb.subset (𝜑 → 𝐵 ⊆ 𝐴)
safesnsupfilb.ordered (𝜑 → 𝑅 Or 𝐴)
Assertion
Ref Expression
safesnsupfilb (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (𝐵 ∖ if(𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵))∀𝑦 ∈ if (𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)𝑥𝑅𝑦)
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴,𝑦   𝑥,𝐵,𝑦   𝑥,𝑂,𝑦   𝑥,𝑅,𝑦   𝜑,𝑥
Allowed substitution hint:   𝜑(𝑦)

Proof of Theorem safesnsupfilb
StepHypRef Expression
1 safesnsupfilb.ordered . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑅 Or 𝐴)
21ad2antrr 739 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑅 Or 𝐴)
3 safesnsupfilb.subset . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐵 ⊆ 𝐴)
43ad2antrr 739 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝐵 ⊆ 𝐴)
5 safesnsupfilb.finite . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐵 ∈ Fin)
65ad2antrr 739 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝐵 ∈ Fin)
7 simpr 490 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝐵)
8 eqidd 2764 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) = sup(𝐵, 𝐴, 𝑅))
92, 4, 6, 7, 8supgtoreq 9487 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) ∨ 𝑥 = sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)))
10 df-or 862 . . . . . 6 ((𝑥 = sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) ∨ 𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)) ↔ (¬ 𝑥 = sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) → 𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)))
11 orcom 884 . . . . . 6 ((𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) ∨ 𝑥 = sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)) ↔ (𝑥 = sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) ∨ 𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)))
12 df-ne 2960 . . . . . . 7 (𝑥 ≠ sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) ↔ ¬ 𝑥 = sup(𝐵, 𝐴, 𝑅))
1312imbi1i 352 . . . . . 6 ((𝑥 ≠ sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) → 𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)) ↔ (¬ 𝑥 = sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) → 𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)))
1410, 11, 133bitr4i 306 . . . . 5 ((𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) ∨ 𝑥 = sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)) ↔ (𝑥 ≠ sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) → 𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)))
159, 14sylib 221 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑥 ≠ sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) → 𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)))
1615ralrimiva 3158 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥 ≠ sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) → 𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)))
17 iftrue 4491 . . . . . . 7 (𝑂 ≺ 𝐵 → if(𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵) = {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)})
1817difeq2d 4066 . . . . . 6 (𝑂 ≺ 𝐵 → (𝐵 ∖ if(𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)) = (𝐵 ∖ {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}))
1918adantl 487 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → (𝐵 ∖ if(𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)) = (𝐵 ∖ {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}))
2019raleqdv 3323 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → (∀𝑥 ∈ (𝐵 ∖ if(𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵))∀𝑦 ∈ if (𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)𝑥𝑅𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ (𝐵 ∖ {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)})∀𝑦 ∈ if (𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)𝑥𝑅𝑦))
21 simpr 490 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → 𝑂 ≺ 𝐵)
2221iftrued 4493 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → if(𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵) = {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)})
2322raleqdv 3323 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → (∀𝑦 ∈ if (𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)𝑥𝑅𝑦 ↔ ∀𝑦 ∈ {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}𝑥𝑅𝑦))
245adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → 𝐵 ∈ Fin)
25 safesnsupfilb.small . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑂 = ∅ ∨ 𝑂 = 1o))
2625adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → (𝑂 = ∅ ∨ 𝑂 = 1o))
27 0elon 6433 . . . . . . . . . . . . . 14 ∅ ∈ On
28 eleq1 2852 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑂 = ∅ → (𝑂 ∈ On ↔ ∅ ∈ On))
2927, 28mpbiri 261 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑂 = ∅ → 𝑂 ∈ On)
30 1on 8514 . . . . . . . . . . . . . 14 1o ∈ On
31 eleq1 2852 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑂 = 1o → (𝑂 ∈ On ↔ 1o ∈ On))
3230, 31mpbiri 261 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑂 = 1o → 𝑂 ∈ On)
3329, 32jaoi 871 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑂 = ∅ ∨ 𝑂 = 1o) → 𝑂 ∈ On)
3426, 33syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → 𝑂 ∈ On)
3521, 34sdomne0d 44605 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → 𝐵 ≠ ∅)
363adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → 𝐵 ⊆ 𝐴)
3724, 35, 363jca 1146 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → (𝐵 ∈ Fin ∧ 𝐵 ≠ ∅ ∧ 𝐵 ⊆ 𝐴))
38 fisupcl 9486 . . . . . . . . 9 ((𝑅 Or 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ Fin ∧ 𝐵 ≠ ∅ ∧ 𝐵 ⊆ 𝐴)) → sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) ∈ 𝐵)
391, 37, 38syl2an2r 698 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) ∈ 𝐵)
40 breq2 5110 . . . . . . . . 9 (𝑦 = sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) → (𝑥𝑅𝑦 ↔ 𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)))
4140ralsng 4636 . . . . . . . 8 (sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) ∈ 𝐵 → (∀𝑦 ∈ {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}𝑥𝑅𝑦 ↔ 𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)))
4239, 41syl 18 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → (∀𝑦 ∈ {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}𝑥𝑅𝑦 ↔ 𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)))
4323, 42bitrd 282 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → (∀𝑦 ∈ if (𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)𝑥𝑅𝑦 ↔ 𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)))
4443ralbidv 3189 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → (∀𝑥 ∈ (𝐵 ∖ {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)})∀𝑦 ∈ if (𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)𝑥𝑅𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ (𝐵 ∖ {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)})𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)))
45 raldifsnb 4759 . . . . 5 (∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥 ≠ sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) → 𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)) ↔ ∀𝑥 ∈ (𝐵 ∖ {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)})𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅))
4644, 45bitr4di 292 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → (∀𝑥 ∈ (𝐵 ∖ {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)})∀𝑦 ∈ if (𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)𝑥𝑅𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥 ≠ sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) → 𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅))))
4720, 46bitrd 282 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → (∀𝑥 ∈ (𝐵 ∖ if(𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵))∀𝑦 ∈ if (𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)𝑥𝑅𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥 ≠ sup(𝐵, 𝐴, 𝑅) → 𝑥𝑅sup(𝐵, 𝐴, 𝑅))))
4816, 47mpbird 260 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑂 ≺ 𝐵) → ∀𝑥 ∈ (𝐵 ∖ if(𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵))∀𝑦 ∈ if (𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)𝑥𝑅𝑦)
49 ral0 4457 . . 3 ∀𝑥 ∈ ∅ ∀𝑦 ∈ if (𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)𝑥𝑅𝑦
50 iffalse 4494 . . . . . . 7 (¬ 𝑂 ≺ 𝐵 → if(𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵) = 𝐵)
5150adantl 487 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ¬ 𝑂 ≺ 𝐵) → if(𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵) = 𝐵)
5251difeq2d 4066 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ¬ 𝑂 ≺ 𝐵) → (𝐵 ∖ if(𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)) = (𝐵 ∖ 𝐵))
53 difid 4328 . . . . 5 (𝐵 ∖ 𝐵) = ∅
5452, 53eqtrdi 2814 . . . 4 ((𝜑 ∧ ¬ 𝑂 ≺ 𝐵) → (𝐵 ∖ if(𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)) = ∅)
5554raleqdv 3323 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ 𝑂 ≺ 𝐵) → (∀𝑥 ∈ (𝐵 ∖ if(𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵))∀𝑦 ∈ if (𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)𝑥𝑅𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ ∅ ∀𝑦 ∈ if (𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)𝑥𝑅𝑦))
5649, 55mpbiri 261 . 2 ((𝜑 ∧ ¬ 𝑂 ≺ 𝐵) → ∀𝑥 ∈ (𝐵 ∖ if(𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵))∀𝑦 ∈ if (𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)𝑥𝑅𝑦)
5748, 56pm2.61dan 825 1 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (𝐵 ∖ if(𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵))∀𝑦 ∈ if (𝑂 ≺ 𝐵, {sup(𝐵, 𝐴, 𝑅)}, 𝐵)𝑥𝑅𝑦)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080   ⊆ wss 3900   ∖ cdif 4048  ∅c0 4281  ifcif 4485  {csn 4588   class class class wbr 5106   Or wor 5562  Oncon0 6377  1oc1o 8494   ≺ csdm 8997  Fincfn 8998  supcsup 9456
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-br 5107  df-opab 5171  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-riota 7397  df-om 7899  df-1o 8501  df-er 8742  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-fin 9002  df-sup 9458
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator