Theorem ssxr 11297

Description: The three (non-exclusive) possibilities implied by a subset of extended reals. (Contributed by NM, 25-Oct-2005.) (Proof shortened by Andrew Salmon, 19-Nov-2011.)

Assertion

Ref	Expression
ssxr	⊢ (𝐴 ⊆ ℝ* → (𝐴 ⊆ ℝ ∨ +∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴))

Proof of Theorem ssxr

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-pr 4597	. . . . . . 7 ⊢ {+∞, -∞} = ({+∞} ∪ {-∞})
2	1	ineq2i 4173	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∩ {+∞, -∞}) = (𝐴 ∩ ({+∞} ∪ {-∞}))
3		indi 4240	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∩ ({+∞} ∪ {-∞})) = ((𝐴 ∩ {+∞}) ∪ (𝐴 ∩ {-∞}))
4	2, 3	eqtri 2789	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∩ {+∞, -∞}) = ((𝐴 ∩ {+∞}) ∪ (𝐴 ∩ {-∞}))
5		disjsn 4682	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∩ {+∞}) = ∅ ↔ ¬ +∞ ∈ 𝐴)
6		disjsn 4682	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∩ {-∞}) = ∅ ↔ ¬ -∞ ∈ 𝐴)
7	5, 6	anbi12i 640	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∩ {+∞}) = ∅ ∧ (𝐴 ∩ {-∞}) = ∅) ↔ (¬ +∞ ∈ 𝐴 ∧ ¬ -∞ ∈ 𝐴))
8	7	biimpri 231	. . . . . 6 ⊢ ((¬ +∞ ∈ 𝐴 ∧ ¬ -∞ ∈ 𝐴) → ((𝐴 ∩ {+∞}) = ∅ ∧ (𝐴 ∩ {-∞}) = ∅))
9		pm4.56 1004	. . . . . 6 ⊢ ((¬ +∞ ∈ 𝐴 ∧ ¬ -∞ ∈ 𝐴) ↔ ¬ (+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴))
10		un00 4367	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∩ {+∞}) = ∅ ∧ (𝐴 ∩ {-∞}) = ∅) ↔ ((𝐴 ∩ {+∞}) ∪ (𝐴 ∩ {-∞})) = ∅)
11	8, 9, 10	3imtr3i 294	. . . . 5 ⊢ (¬ (+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) → ((𝐴 ∩ {+∞}) ∪ (𝐴 ∩ {-∞})) = ∅)
12	4, 11	eqtrid 2813	. . . 4 ⊢ (¬ (+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) → (𝐴 ∩ {+∞, -∞}) = ∅)
13		reldisj 4416	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ⊆ (ℝ ∪ {+∞, -∞}) → ((𝐴 ∩ {+∞, -∞}) = ∅ ↔ 𝐴 ⊆ ((ℝ ∪ {+∞, -∞}) ∖ {+∞, -∞})))
14		renfdisj 11287	. . . . . . . 8 ⊢ (ℝ ∩ {+∞, -∞}) = ∅
15		disj3 4417	. . . . . . . 8 ⊢ ((ℝ ∩ {+∞, -∞}) = ∅ ↔ ℝ = (ℝ ∖ {+∞, -∞}))
16	14, 15	mpbi 233	. . . . . . 7 ⊢ ℝ = (ℝ ∖ {+∞, -∞})
17		difun2 4447	. . . . . . 7 ⊢ ((ℝ ∪ {+∞, -∞}) ∖ {+∞, -∞}) = (ℝ ∖ {+∞, -∞})
18	16, 17	eqtr4i 2792	. . . . . 6 ⊢ ℝ = ((ℝ ∪ {+∞, -∞}) ∖ {+∞, -∞})
19	18	sseq2i 3969	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ⊆ ℝ ↔ 𝐴 ⊆ ((ℝ ∪ {+∞, -∞}) ∖ {+∞, -∞}))
20	13, 19	bitr4di 292	. . . 4 ⊢ (𝐴 ⊆ (ℝ ∪ {+∞, -∞}) → ((𝐴 ∩ {+∞, -∞}) = ∅ ↔ 𝐴 ⊆ ℝ))
21	12, 20	imbitrid 247	. . 3 ⊢ (𝐴 ⊆ (ℝ ∪ {+∞, -∞}) → (¬ (+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) → 𝐴 ⊆ ℝ))
22	21	orrd 877	. 2 ⊢ (𝐴 ⊆ (ℝ ∪ {+∞, -∞}) → ((+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) ∨ 𝐴 ⊆ ℝ))
23		df-xr 11265	. . 3 ⊢ ℝ* = (ℝ ∪ {+∞, -∞})
24	23	sseq2i 3969	. 2 ⊢ (𝐴 ⊆ ℝ* ↔ 𝐴 ⊆ (ℝ ∪ {+∞, -∞}))
25		3orrot 1108	. . 3 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℝ ∨ +∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) ↔ (+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴 ∨ 𝐴 ⊆ ℝ))
26		df-3or 1104	. . 3 ⊢ ((+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴 ∨ 𝐴 ⊆ ℝ) ↔ ((+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) ∨ 𝐴 ⊆ ℝ))
27	25, 26	bitri 278	. 2 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℝ ∨ +∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) ↔ ((+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) ∨ 𝐴 ⊆ ℝ))
28	22, 24, 27	3imtr4i 295	1 ⊢ (𝐴 ⊆ ℝ* → (𝐴 ⊆ ℝ ∨ +∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   ∨ wo 861   ∨ w3o 1102   = wceq 1570   ∈ wcel 2146   ∖ cdif 3905   ∪ cun 3906   ∩ cin 3907   ⊆ wss 3908  ∅c0 4289  {csn 4594  {cpr 4596  ℝcr 11117  +∞cpnf 11258  -∞cmnf 11259  ℝ^*cxr 11260

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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5341  ax-pr 5409  ax-un 7745  ax-resscn 11175

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 2100  df-mo 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-nul 4290  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4878  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-id 5561  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-iota 6499  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-er 8703  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-pnf 11263  df-mnf 11264  df-xr 11265

This theorem is used by:  xrsupss  13353  xrinfmss  13354  xrssre  46105