Theorem ublbneg 12935

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 ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦)

Distinct variable group:   𝑥,𝐴,𝑦,𝑧

Proof of Theorem ublbneg

Dummy variables 𝑎 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		breq1 5104	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 𝑦 → (𝑏 ≤ 𝑎 ↔ 𝑦 ≤ 𝑎))
2	1	cbvralvw 3241	. . . 4 ⊢ (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎)
3	2	rexbii 3110	. . 3 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 ↔ ∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎)
4		breq2 5105	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = 𝑥 → (𝑦 ≤ 𝑎 ↔ 𝑦 ≤ 𝑥))
5	4	ralbidv 3186	. . . 4 ⊢ (𝑎 = 𝑥 → (∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥))
6	5	cbvrexvw 3242	. . 3 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎 ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥)
7	3, 6	bitri 277	. 2 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥)
8		renegcl 11495	. . . 4 ⊢ (𝑎 ∈ ℝ → -𝑎 ∈ ℝ)
9		elrabi 3647	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴} → 𝑦 ∈ ℝ)
10		negeq 11423	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → -𝑧 = -𝑦)
11	10	eleq1d 2848	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → (-𝑧 ∈ 𝐴 ↔ -𝑦 ∈ 𝐴))
12	11	elrab3 3652	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴} ↔ -𝑦 ∈ 𝐴))
13	12	biimpd 231	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴} → -𝑦 ∈ 𝐴))
14	9, 13	mpcom 38	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴} → -𝑦 ∈ 𝐴)
15		breq1 5104	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑏 = -𝑦 → (𝑏 ≤ 𝑎 ↔ -𝑦 ≤ 𝑎))
16	15	rspcv 3578	. . . . . . . 8 ⊢ (-𝑦 ∈ 𝐴 → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → -𝑦 ≤ 𝑎))
17	14, 16	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴} → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → -𝑦 ≤ 𝑎))
18	17	adantl 485	. . . . . 6 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}) → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → -𝑦 ≤ 𝑎))
19		lenegcon1 11692	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (-𝑎 ≤ 𝑦 ↔ -𝑦 ≤ 𝑎))
20	9, 19	sylan2 602	. . . . . 6 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}) → (-𝑎 ≤ 𝑦 ↔ -𝑦 ≤ 𝑎))
21	18, 20	sylibrd 261	. . . . 5 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}) → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → -𝑎 ≤ 𝑦))
22	21	ralrimdva 3163	. . . 4 ⊢ (𝑎 ∈ ℝ → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}-𝑎 ≤ 𝑦))
23		breq1 5104	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = -𝑎 → (𝑥 ≤ 𝑦 ↔ -𝑎 ≤ 𝑦))
24	23	ralbidv 3186	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = -𝑎 → (∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦 ↔ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}-𝑎 ≤ 𝑦))
25	24	rspcev 3582	. . . 4 ⊢ ((-𝑎 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}-𝑎 ≤ 𝑦) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦)
26	8, 22, 25	syl6an 694	. . 3 ⊢ (𝑎 ∈ ℝ → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦))
27	26	rexlimiv 3157	. 2 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦)
28	7, 27	sylbir 237	1 ⊢ (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 399   = wceq 1561   ∈ wcel 2143  ∀wral 3077  ∃wrex 3087  {crab 3415   class class class wbr 5101  ℝcr 11073   ≤ cle 11218  -cneg 11416

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1816  ax-4 1830  ax-5 1931  ax-6 1988  ax-7 2029  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-sep 5247  ax-nul 5257  ax-pow 5323  ax-pr 5391  ax-un 7719  ax-resscn 11131  ax-1cn 11132  ax-icn 11133  ax-addcl 11134  ax-addrcl 11135  ax-mulcl 11136  ax-mulrcl 11137  ax-mulcom 11138  ax-addass 11139  ax-mulass 11140  ax-distr 11141  ax-i2m1 11142  ax-1ne0 11143  ax-1rid 11144  ax-rnegex 11145  ax-rrecex 11146  ax-cnre 11147  ax-pre-lttri 11148  ax-pre-lttrn 11149  ax-pre-ltadd 11150

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1100  df-3an 1101  df-tru 1564  df-fal 1574  df-ex 1801  df-nf 1805  df-sb 2092  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-nul 4287  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-br 5102  df-opab 5164  df-mpt 5183  df-id 5543  df-po 5556  df-so 5557  df-xp 5654  df-rel 5655  df-cnv 5656  df-co 5657  df-dm 5658  df-rn 5659  df-res 5660  df-ima 5661  df-iota 6478  df-fun 6524  df-fn 6525  df-f 6526  df-f1 6527  df-fo 6528  df-f1o 6529  df-fv 6530  df-riota 7354  df-ov 7400  df-oprab 7401  df-mpo 7402  df-er 8679  df-en 8929  df-dom 8930  df-sdom 8931  df-pnf 11219  df-mnf 11220  df-xr 11221  df-ltxr 11222  df-le 11223  df-sub 11417  df-neg 11418

This theorem is referenced by:  supminf  12937  supminfxr  46039