MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ublbneg Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ublbneg 12330
Description: The image under negation of a bounded-above set of reals is bounded below. (Contributed by Paul Chapman, 21-Mar-2011.)
Assertion
Ref Expression
ublbneg (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧𝐴}𝑥𝑦)
Distinct variable group:   𝑥,𝐴,𝑦,𝑧

Proof of Theorem ublbneg
Dummy variables 𝑎 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 breq1 5055 . . . . 5 (𝑏 = 𝑦 → (𝑏𝑎𝑦𝑎))
21cbvralvw 3434 . . . 4 (∀𝑏𝐴 𝑏𝑎 ↔ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑎)
32rexbii 3241 . . 3 (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏𝐴 𝑏𝑎 ↔ ∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑎)
4 breq2 5056 . . . . 5 (𝑎 = 𝑥 → (𝑦𝑎𝑦𝑥))
54ralbidv 3192 . . . 4 (𝑎 = 𝑥 → (∀𝑦𝐴 𝑦𝑎 ↔ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥))
65cbvrexvw 3435 . . 3 (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑎 ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥)
73, 6bitri 278 . 2 (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏𝐴 𝑏𝑎 ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥)
8 renegcl 10947 . . . 4 (𝑎 ∈ ℝ → -𝑎 ∈ ℝ)
9 elrabi 3661 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧𝐴} → 𝑦 ∈ ℝ)
10 negeq 10876 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = 𝑦 → -𝑧 = -𝑦)
1110eleq1d 2900 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 𝑦 → (-𝑧𝐴 ↔ -𝑦𝐴))
1211elrab3 3667 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧𝐴} ↔ -𝑦𝐴))
1312biimpd 232 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧𝐴} → -𝑦𝐴))
149, 13mpcom 38 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧𝐴} → -𝑦𝐴)
15 breq1 5055 . . . . . . . . 9 (𝑏 = -𝑦 → (𝑏𝑎 ↔ -𝑦𝑎))
1615rspcv 3604 . . . . . . . 8 (-𝑦𝐴 → (∀𝑏𝐴 𝑏𝑎 → -𝑦𝑎))
1714, 16syl 17 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧𝐴} → (∀𝑏𝐴 𝑏𝑎 → -𝑦𝑎))
1817adantl 485 . . . . . 6 ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧𝐴}) → (∀𝑏𝐴 𝑏𝑎 → -𝑦𝑎))
19 lenegcon1 11142 . . . . . . 7 ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (-𝑎𝑦 ↔ -𝑦𝑎))
209, 19sylan2 595 . . . . . 6 ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧𝐴}) → (-𝑎𝑦 ↔ -𝑦𝑎))
2118, 20sylibrd 262 . . . . 5 ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧𝐴}) → (∀𝑏𝐴 𝑏𝑎 → -𝑎𝑦))
2221ralrimdva 3184 . . . 4 (𝑎 ∈ ℝ → (∀𝑏𝐴 𝑏𝑎 → ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧𝐴}-𝑎𝑦))
23 breq1 5055 . . . . . 6 (𝑥 = -𝑎 → (𝑥𝑦 ↔ -𝑎𝑦))
2423ralbidv 3192 . . . . 5 (𝑥 = -𝑎 → (∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧𝐴}𝑥𝑦 ↔ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧𝐴}-𝑎𝑦))
2524rspcev 3609 . . . 4 ((-𝑎 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧𝐴}-𝑎𝑦) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧𝐴}𝑥𝑦)
268, 22, 25syl6an 683 . . 3 (𝑎 ∈ ℝ → (∀𝑏𝐴 𝑏𝑎 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧𝐴}𝑥𝑦))
2726rexlimiv 3272 . 2 (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏𝐴 𝑏𝑎 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧𝐴}𝑥𝑦)
287, 27sylbir 238 1 (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧𝐴}𝑥𝑦)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 399   = wceq 1538  wcel 2115  wral 3133  wrex 3134  {crab 3137   class class class wbr 5052  cr 10534  cle 10674  -cneg 10869
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2179  ax-ext 2796  ax-sep 5189  ax-nul 5196  ax-pow 5253  ax-pr 5317  ax-un 7455  ax-resscn 10592  ax-1cn 10593  ax-icn 10594  ax-addcl 10595  ax-addrcl 10596  ax-mulcl 10597  ax-mulrcl 10598  ax-mulcom 10599  ax-addass 10600  ax-mulass 10601  ax-distr 10602  ax-i2m1 10603  ax-1ne0 10604  ax-1rid 10605  ax-rnegex 10606  ax-rrecex 10607  ax-cnre 10608  ax-pre-lttri 10609  ax-pre-lttrn 10610  ax-pre-ltadd 10611
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2624  df-eu 2655  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2896  df-nfc 2964  df-ne 3015  df-nel 3119  df-ral 3138  df-rex 3139  df-reu 3140  df-rab 3142  df-v 3482  df-sbc 3759  df-csb 3867  df-dif 3922  df-un 3924  df-in 3926  df-ss 3936  df-nul 4277  df-if 4451  df-pw 4524  df-sn 4551  df-pr 4553  df-op 4557  df-uni 4825  df-br 5053  df-opab 5115  df-mpt 5133  df-id 5447  df-po 5461  df-so 5462  df-xp 5548  df-rel 5549  df-cnv 5550  df-co 5551  df-dm 5552  df-rn 5553  df-res 5554  df-ima 5555  df-iota 6302  df-fun 6345  df-fn 6346  df-f 6347  df-f1 6348  df-fo 6349  df-f1o 6350  df-fv 6351  df-riota 7107  df-ov 7152  df-oprab 7153  df-mpo 7154  df-er 8285  df-en 8506  df-dom 8507  df-sdom 8508  df-pnf 10675  df-mnf 10676  df-xr 10677  df-ltxr 10678  df-le 10679  df-sub 10870  df-neg 10871
This theorem is referenced by:  supminf  12332  supminfxr  42029
  Copyright terms: Public domain W3C validator