Theorem ssxr 11249

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 4594	. . . . . . 7 ⊢ {+∞, -∞} = ({+∞} ∪ {-∞})
2	1	ineq2i 4182	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∩ {+∞, -∞}) = (𝐴 ∩ ({+∞} ∪ {-∞}))
3		indi 4249	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∩ ({+∞} ∪ {-∞})) = ((𝐴 ∩ {+∞}) ∪ (𝐴 ∩ {-∞}))
4	2, 3	eqtri 2753	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∩ {+∞, -∞}) = ((𝐴 ∩ {+∞}) ∪ (𝐴 ∩ {-∞}))
5		disjsn 4677	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∩ {+∞}) = ∅ ↔ ¬ +∞ ∈ 𝐴)
6		disjsn 4677	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∩ {-∞}) = ∅ ↔ ¬ -∞ ∈ 𝐴)
7	5, 6	anbi12i 628	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∩ {+∞}) = ∅ ∧ (𝐴 ∩ {-∞}) = ∅) ↔ (¬ +∞ ∈ 𝐴 ∧ ¬ -∞ ∈ 𝐴))
8	7	biimpri 228	. . . . . 6 ⊢ ((¬ +∞ ∈ 𝐴 ∧ ¬ -∞ ∈ 𝐴) → ((𝐴 ∩ {+∞}) = ∅ ∧ (𝐴 ∩ {-∞}) = ∅))
9		pm4.56 990	. . . . . 6 ⊢ ((¬ +∞ ∈ 𝐴 ∧ ¬ -∞ ∈ 𝐴) ↔ ¬ (+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴))
10		un00 4410	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∩ {+∞}) = ∅ ∧ (𝐴 ∩ {-∞}) = ∅) ↔ ((𝐴 ∩ {+∞}) ∪ (𝐴 ∩ {-∞})) = ∅)
11	8, 9, 10	3imtr3i 291	. . . . 5 ⊢ (¬ (+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) → ((𝐴 ∩ {+∞}) ∪ (𝐴 ∩ {-∞})) = ∅)
12	4, 11	eqtrid 2777	. . . 4 ⊢ (¬ (+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) → (𝐴 ∩ {+∞, -∞}) = ∅)
13		reldisj 4418	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ⊆ (ℝ ∪ {+∞, -∞}) → ((𝐴 ∩ {+∞, -∞}) = ∅ ↔ 𝐴 ⊆ ((ℝ ∪ {+∞, -∞}) ∖ {+∞, -∞})))
14		renfdisj 11240	. . . . . . . 8 ⊢ (ℝ ∩ {+∞, -∞}) = ∅
15		disj3 4419	. . . . . . . 8 ⊢ ((ℝ ∩ {+∞, -∞}) = ∅ ↔ ℝ = (ℝ ∖ {+∞, -∞}))
16	14, 15	mpbi 230	. . . . . . 7 ⊢ ℝ = (ℝ ∖ {+∞, -∞})
17		difun2 4446	. . . . . . 7 ⊢ ((ℝ ∪ {+∞, -∞}) ∖ {+∞, -∞}) = (ℝ ∖ {+∞, -∞})
18	16, 17	eqtr4i 2756	. . . . . 6 ⊢ ℝ = ((ℝ ∪ {+∞, -∞}) ∖ {+∞, -∞})
19	18	sseq2i 3978	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ⊆ ℝ ↔ 𝐴 ⊆ ((ℝ ∪ {+∞, -∞}) ∖ {+∞, -∞}))
20	13, 19	bitr4di 289	. . . 4 ⊢ (𝐴 ⊆ (ℝ ∪ {+∞, -∞}) → ((𝐴 ∩ {+∞, -∞}) = ∅ ↔ 𝐴 ⊆ ℝ))
21	12, 20	imbitrid 244	. . 3 ⊢ (𝐴 ⊆ (ℝ ∪ {+∞, -∞}) → (¬ (+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) → 𝐴 ⊆ ℝ))
22	21	orrd 863	. 2 ⊢ (𝐴 ⊆ (ℝ ∪ {+∞, -∞}) → ((+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) ∨ 𝐴 ⊆ ℝ))
23		df-xr 11218	. . 3 ⊢ ℝ* = (ℝ ∪ {+∞, -∞})
24	23	sseq2i 3978	. 2 ⊢ (𝐴 ⊆ ℝ* ↔ 𝐴 ⊆ (ℝ ∪ {+∞, -∞}))
25		3orrot 1091	. . 3 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℝ ∨ +∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) ↔ (+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴 ∨ 𝐴 ⊆ ℝ))
26		df-3or 1087	. . 3 ⊢ ((+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴 ∨ 𝐴 ⊆ ℝ) ↔ ((+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) ∨ 𝐴 ⊆ ℝ))
27	25, 26	bitri 275	. 2 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℝ ∨ +∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) ↔ ((+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) ∨ 𝐴 ⊆ ℝ))
28	22, 24, 27	3imtr4i 292	1 ⊢ (𝐴 ⊆ ℝ* → (𝐴 ⊆ ℝ ∨ +∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 395   ∨ wo 847   ∨ w3o 1085   = wceq 1540   ∈ wcel 2109   ∖ cdif 3913   ∪ cun 3914   ∩ cin 3915   ⊆ wss 3916  ∅c0 4298  {csn 4591  {cpr 4593  ℝcr 11073  +∞cpnf 11211  -∞cmnf 11212  ℝ^*cxr 11213

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-sep 5253  ax-nul 5263  ax-pow 5322  ax-pr 5389  ax-un 7713  ax-resscn 11131

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3756  df-csb 3865  df-dif 3919  df-un 3921  df-in 3923  df-ss 3933  df-nul 4299  df-if 4491  df-pw 4567  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4874  df-br 5110  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-id 5535  df-xp 5646  df-rel 5647  df-cnv 5648  df-co 5649  df-dm 5650  df-rn 5651  df-res 5652  df-ima 5653  df-iota 6466  df-fun 6515  df-fn 6516  df-f 6517  df-f1 6518  df-fo 6519  df-f1o 6520  df-fv 6521  df-er 8673  df-en 8921  df-dom 8922  df-sdom 8923  df-pnf 11216  df-mnf 11217  df-xr 11218

This theorem is referenced by:  xrsupss  13275  xrinfmss  13276  xrssre  45337