Theorem supsubc 46049

Description: The supremum function distributes over subtraction in a sense similar to that in supaddc 12183. (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 3938	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → 𝑣 ∈ ℝ)
5	4	recnd 11238	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → 𝑣 ∈ ℂ)
6		supsubc.b	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℝ)
7	6	recnd 11238	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ ℂ)
8	7	adantr 485	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
9	5, 8	negsubd 11576	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → (𝑣 + -𝐵) = (𝑣 − 𝐵))
10	9	eqcomd 2769	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → (𝑣 − 𝐵) = (𝑣 + -𝐵))
11	10	eqeq2d 2774	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → (𝑧 = (𝑣 − 𝐵) ↔ 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)))
12	11	rexbidva 3187	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 − 𝐵) ↔ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)))
13	12	abbidv 2829	. . . 4 ⊢ (𝜑 → {𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 − 𝐵)} = {𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)})
14		eqidd 2764	. . . 4 ⊢ (𝜑 → {𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)} = {𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)})
15	2, 13, 14	3eqtrd 2802	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐶 = {𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)})
16	15	supeq1d 9407	. 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 11642	. . . 4 ⊢ (𝜑 → -𝐵 ∈ ℝ)
20		eqid 2763	. . . 4 ⊢ {𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)} = {𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)}
21	3, 17, 18, 19, 20	supaddc 12183	. . 3 ⊢ (𝜑 → (sup(𝐴, ℝ, < ) + -𝐵) = sup({𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)}, ℝ, < ))
22	21	eqcomd 2769	. 2 ⊢ (𝜑 → sup({𝑧 ∣ ∃𝑣 ∈ 𝐴 𝑧 = (𝑣 + -𝐵)}, ℝ, < ) = (sup(𝐴, ℝ, < ) + -𝐵))
23		suprcl 12176	. . . . 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 11238	. . 3 ⊢ (𝜑 → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ ℂ)
26	25, 7	negsubd 11576	. 2 ⊢ (𝜑 → (sup(𝐴, ℝ, < ) + -𝐵) = (sup(𝐴, ℝ, < ) − 𝐵))
27	16, 22, 26	3eqtrrd 2803	1 ⊢ (𝜑 → (sup(𝐴, ℝ, < ) − 𝐵) = sup(𝐶, ℝ, < ))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   = wceq 1570   ∈ wcel 2143  {cab 2741   ≠ wne 2958  ∀wral 3079  ∃wrex 3089   ⊆ wss 3906  ∅c0 4287   class class class wbr 5110  (class class class)co 7412  supcsup 9401  ℂcc 11099  ℝcr 11100   + caddc 11104   < clt 11244   ≤ cle 11245   − cmin 11442  -cneg 11443

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-sep 5258  ax-nul 5270  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7734  ax-resscn 11158  ax-1cn 11159  ax-icn 11160  ax-addcl 11161  ax-addrcl 11162  ax-mulcl 11163  ax-mulrcl 11164  ax-mulcom 11165  ax-addass 11166  ax-mulass 11167  ax-distr 11168  ax-i2m1 11169  ax-1ne0 11170  ax-1rid 11171  ax-rnegex 11172  ax-rrecex 11173  ax-cnre 11174  ax-pre-lttri 11175  ax-pre-lttrn 11176  ax-pre-ltadd 11177  ax-pre-mulgt0 11178  ax-pre-sup 11179

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-nul 4288  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4591  df-pr 4593  df-op 4597  df-uni 4874  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-id 5558  df-po 5571  df-so 5572  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  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-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-er 8695  df-en 8945  df-dom 8946  df-sdom 8947  df-sup 9403  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11444  df-neg 11445

This theorem is referenced by:  hoidmvlelem1  47289