Theorem ublbneg 12858

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 5103	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 𝑦 → (𝑏 ≤ 𝑎 ↔ 𝑦 ≤ 𝑎))
2	1	cbvralvw 3216	. . . 4 ⊢ (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎)
3	2	rexbii 3085	. . 3 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 ↔ ∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎)
4		breq2 5104	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = 𝑥 → (𝑦 ≤ 𝑎 ↔ 𝑦 ≤ 𝑥))
5	4	ralbidv 3161	. . . 4 ⊢ (𝑎 = 𝑥 → (∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥))
6	5	cbvrexvw 3217	. . 3 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎 ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥)
7	3, 6	bitri 275	. 2 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥)
8		renegcl 11456	. . . 4 ⊢ (𝑎 ∈ ℝ → -𝑎 ∈ ℝ)
9		elrabi 3644	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴} → 𝑦 ∈ ℝ)
10		negeq 11384	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → -𝑧 = -𝑦)
11	10	eleq1d 2822	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → (-𝑧 ∈ 𝐴 ↔ -𝑦 ∈ 𝐴))
12	11	elrab3 3649	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴} ↔ -𝑦 ∈ 𝐴))
13	12	biimpd 229	. . . . . . . . 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 5103	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑏 = -𝑦 → (𝑏 ≤ 𝑎 ↔ -𝑦 ≤ 𝑎))
16	15	rspcv 3574	. . . . . . . 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 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}) → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → -𝑦 ≤ 𝑎))
19		lenegcon1 11653	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (-𝑎 ≤ 𝑦 ↔ -𝑦 ≤ 𝑎))
20	9, 19	sylan2 594	. . . . . 6 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}) → (-𝑎 ≤ 𝑦 ↔ -𝑦 ≤ 𝑎))
21	18, 20	sylibrd 259	. . . . 5 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}) → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → -𝑎 ≤ 𝑦))
22	21	ralrimdva 3138	. . . 4 ⊢ (𝑎 ∈ ℝ → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}-𝑎 ≤ 𝑦))
23		breq1 5103	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = -𝑎 → (𝑥 ≤ 𝑦 ↔ -𝑎 ≤ 𝑦))
24	23	ralbidv 3161	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = -𝑎 → (∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦 ↔ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}-𝑎 ≤ 𝑦))
25	24	rspcev 3578	. . . 4 ⊢ ((-𝑎 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}-𝑎 ≤ 𝑦) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦)
26	8, 22, 25	syl6an 685	. . 3 ⊢ (𝑎 ∈ ℝ → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦))
27	26	rexlimiv 3132	. 2 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦)
28	7, 27	sylbir 235	1 ⊢ (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  ∀wral 3052  ∃wrex 3062  {crab 3401   class class class wbr 5100  ℝcr 11037   ≤ cle 11179  -cneg 11377

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 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-id 5527  df-po 5540  df-so 5541  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-er 8645  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379

This theorem is referenced by:  supminf  12860  supminfxr  45826