Theorem supsubc 46110

Description: The supremum function distributes over subtraction in a sense similar to that in supaddc 12200. (Contributed by Glauco Siliprandi, 21-Nov-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
supsubc.a1	⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ ℝ)
supsubc.a2	⊢ (𝜑 → 𝐴 ≠ ∅)
supsubc.a3	⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥)
supsubc.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
supsubc.c	⊢ 𝐶 = {𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 − 𝐵)}

Assertion

Ref	Expression
supsubc	⊢ (𝜑 → (sup(𝐴, ℝ, < ) − 𝐵) = sup(𝐶, ℝ, < ))

Distinct variable groups:   𝑣,𝐴,𝑥,𝑦,𝑧   𝑣,𝐵,𝑥,𝑦,𝑧   𝜑,𝑣,𝑧

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥, 𝑦)   𝐶(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑣)

Proof of Theorem supsubc

Step	Hyp	Ref	Expression
1		supsubc.c	. . . . 5 ⊢ 𝐶 = {𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 − 𝐵)}
2	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐶 = {𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 − 𝐵)})
3		supsubc.a1	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ ℝ)
4	3	sselda 3940	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → 𝑣 ∈ ℝ)
5	4	recnd 11255	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → 𝑣 ∈ ℂ)
6		supsubc.b	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
7	6	recnd 11255	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
8	7	adantr 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
9	5, 8	negsubd 11593	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → (𝑣 + -𝐵) = (𝑣 − 𝐵))
10	9	eqcomd 2772	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → (𝑣 − 𝐵) = (𝑣 + -𝐵))
11	10	eqeq2d 2777	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → (𝑧 = (𝑣 − 𝐵) ↔ 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)))
12	11	rexbidva 3190	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 − 𝐵) ↔ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)))
13	12	abbidv 2832	. . . 4 ⊢ (𝜑 → {𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 − 𝐵)} = {𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)})
14		eqidd 2767	. . . 4 ⊢ (𝜑 → {𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)} = {𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)})
15	2, 13, 14	3eqtrd 2805	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐶 = {𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)})
16	15	supeq1d 9416	. 2 ⊢ (𝜑 → sup(𝐶, ℝ, < ) = sup({𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)}, ℝ, < ))
17		supsubc.a2	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ≠ ∅)
18		supsubc.a3	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥)
19	6	renegcld 11659	. . . 4 ⊢ (𝜑 → -𝐵 ∈ ℝ)
20		eqid 2766	. . . 4 ⊢ {𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)} = {𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)}
21	3, 17, 18, 19, 20	supaddc 12200	. . 3 ⊢ (𝜑 → (sup(𝐴, ℝ, < ) + -𝐵) = sup({𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)}, ℝ, < ))
22	21	eqcomd 2772	. 2 ⊢ (𝜑 → sup({𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)}, ℝ, < ) = (sup(𝐴, ℝ, < ) + -𝐵))
23		suprcl 12193	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥) → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ ℝ)
24	3, 17, 18, 23	syl3anc 1398	. . . 4 ⊢ (𝜑 → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ ℝ)
25	24	recnd 11255	. . 3 ⊢ (𝜑 → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ ℂ)
26	25, 7	negsubd 11593	. 2 ⊢ (𝜑 → (sup(𝐴, ℝ, < ) + -𝐵) = (sup(𝐴, ℝ, < ) − 𝐵))
27	16, 22, 26	3eqtrrd 2806	1 ⊢ (𝜑 → (sup(𝐴, ℝ, < ) − 𝐵) = sup(𝐶, ℝ, < ))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2146  {cab 2744   ≠ wne 2961  ∀wral 3082  ∃wrex 3092   ⊆ wss 3908  ∅c0 4289   class class class wbr 5114  (class class class)co 7423  supcsup 9410  ℂcc 11116  ℝcr 11117   + caddc 11121   < clt 11261   ≤ cle 11262   − cmin 11459  -cneg 11460

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  ax-1cn 11176  ax-icn 11177  ax-addcl 11178  ax-addrcl 11179  ax-mulcl 11180  ax-mulrcl 11181  ax-mulcom 11182  ax-addass 11183  ax-mulass 11184  ax-distr 11185  ax-i2m1 11186  ax-1ne0 11187  ax-1rid 11188  ax-rnegex 11189  ax-rrecex 11190  ax-cnre 11191  ax-pre-lttri 11192  ax-pre-lttrn 11193  ax-pre-ltadd 11194  ax-pre-mulgt0 11195  ax-pre-sup 11196

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-rmo 3372  df-reu 3373  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-po 5574  df-so 5575  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-riota 7380  df-ov 7426  df-oprab 7427  df-mpo 7428  df-er 8703  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-sup 9412  df-pnf 11263  df-mnf 11264  df-xr 11265  df-ltxr 11266  df-le 11267  df-sub 11461  df-neg 11462

This theorem is used by:  hoidmvlelem1  47350