Theorem ssxr 11382

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 4587	. . . . . . 7 ⊢ {+∞, -∞} = ({+∞} ∪ {-∞})
2	1	ineq2i 4114	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∩ {+∞, -∞}) = (𝐴 ∩ ({+∞} ∪ {-∞}))
3		indi 4229	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∩ ({+∞} ∪ {-∞})) = ((𝐴 ∩ {+∞}) ∪ (𝐴 ∩ {-∞}))
4	2, 3	eqtri 2783	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∩ {+∞, -∞}) = ((𝐴 ∩ {+∞}) ∪ (𝐴 ∩ {-∞}))
5		disjsn 4668	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∩ {+∞}) = ∅ ↔ ¬ +∞ ∈ 𝐴)
6		disjsn 4668	. . . . . . . 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 4356	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∩ {+∞}) = ∅ ∧ (𝐴 ∩ {-∞}) = ∅) ↔ ((𝐴 ∩ {+∞}) ∪ (𝐴 ∩ {-∞})) = ∅)
11	8, 9, 10	3imtr3i 294	. . . . 5 ⊢ (¬ (+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) → ((𝐴 ∩ {+∞}) ∪ (𝐴 ∩ {-∞})) = ∅)
12	4, 11	eqtrid 2807	. . . 4 ⊢ (¬ (+∞ ∈ 𝐴 ∨ -∞ ∈ 𝐴) → (𝐴 ∩ {+∞, -∞}) = ∅)
13		reldisj 4405	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ⊆ (ℝ ∪ {+∞, -∞}) → ((𝐴 ∩ {+∞, -∞}) = ∅ ↔ 𝐴 ⊆ ((ℝ ∪ {+∞, -∞}) ∖ {+∞, -∞})))
14		renfdisj 11372	. . . . . . . 8 ⊢ (ℝ ∩ {+∞, -∞}) = ∅
15		disj3 4406	. . . . . . . 8 ⊢ ((ℝ ∩ {+∞, -∞}) = ∅ ↔ ℝ = (ℝ ∖ {+∞, -∞}))
16	14, 15	mpbi 233	. . . . . . 7 ⊢ ℝ = (ℝ ∖ {+∞, -∞})
17		difun2 4436	. . . . . . 7 ⊢ ((ℝ ∪ {+∞, -∞}) ∖ {+∞, -∞}) = (ℝ ∖ {+∞, -∞})
18	16, 17	eqtr4i 2786	. . . . . 6 ⊢ ℝ = ((ℝ ∪ {+∞, -∞}) ∖ {+∞, -∞})
19	18	sseq2i 3937	. . . . 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 11350	. . 3 ⊢ ℝ* = (ℝ ∪ {+∞, -∞})
24	23	sseq2i 3937	. 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 1569   ∈ wcel 2144   ⊆ wss 3895   ∖ cdif 4045   ∩ cin 4089   ∪ cun 4149  ∅c0 4278  {csn 4584  {cpr 4586  ℝcr 11202  +∞cpnf 11343  -∞cmnf 11344  ℝ^*cxr 11345

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-resscn 11260

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-id 5545  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-er 8720  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350

This theorem is used by:  xrsupss  13442  xrinfmss  13443  xrssre  46453