Theorem ublbneg 12868

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 5105	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 𝑦 → (𝑏 ≤ 𝑎 ↔ 𝑦 ≤ 𝑎))
2	1	cbvralvw 3213	. . . 4 ⊢ (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎)
3	2	rexbii 3076	. . 3 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 ↔ ∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎)
4		breq2 5106	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = 𝑥 → (𝑦 ≤ 𝑎 ↔ 𝑦 ≤ 𝑥))
5	4	ralbidv 3156	. . . 4 ⊢ (𝑎 = 𝑥 → (∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥))
6	5	cbvrexvw 3214	. . 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 11461	. . . 4 ⊢ (𝑎 ∈ ℝ → -𝑎 ∈ ℝ)
9		elrabi 3651	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴} → 𝑦 ∈ ℝ)
10		negeq 11389	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → -𝑧 = -𝑦)
11	10	eleq1d 2813	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → (-𝑧 ∈ 𝐴 ↔ -𝑦 ∈ 𝐴))
12	11	elrab3 3657	. . . . . . . . . 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 5105	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑏 = -𝑦 → (𝑏 ≤ 𝑎 ↔ -𝑦 ≤ 𝑎))
16	15	rspcv 3581	. . . . . . . 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 11658	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (-𝑎 ≤ 𝑦 ↔ -𝑦 ≤ 𝑎))
20	9, 19	sylan2 593	. . . . . 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 3133	. . . 4 ⊢ (𝑎 ∈ ℝ → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}-𝑎 ≤ 𝑦))
23		breq1 5105	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = -𝑎 → (𝑥 ≤ 𝑦 ↔ -𝑎 ≤ 𝑦))
24	23	ralbidv 3156	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = -𝑎 → (∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦 ↔ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}-𝑎 ≤ 𝑦))
25	24	rspcev 3585	. . . 4 ⊢ ((-𝑎 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}-𝑎 ≤ 𝑦) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦)
26	8, 22, 25	syl6an 684	. . 3 ⊢ (𝑎 ∈ ℝ → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦))
27	26	rexlimiv 3127	. 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 1540   ∈ wcel 2109  ∀wral 3044  ∃wrex 3053  {crab 3402   class class class wbr 5102  ℝcr 11043   ≤ cle 11185  -cneg 11382

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5315  ax-pr 5382  ax-un 7691  ax-resscn 11101  ax-1cn 11102  ax-icn 11103  ax-addcl 11104  ax-addrcl 11105  ax-mulcl 11106  ax-mulrcl 11107  ax-mulcom 11108  ax-addass 11109  ax-mulass 11110  ax-distr 11111  ax-i2m1 11112  ax-1ne0 11113  ax-1rid 11114  ax-rnegex 11115  ax-rrecex 11116  ax-cnre 11117  ax-pre-lttri 11118  ax-pre-lttrn 11119  ax-pre-ltadd 11120

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-reu 3352  df-rab 3403  df-v 3446  df-sbc 3751  df-csb 3860  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-nul 4293  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4586  df-pr 4588  df-op 4592  df-uni 4868  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-id 5526  df-po 5539  df-so 5540  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-iota 6452  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-riota 7326  df-ov 7372  df-oprab 7373  df-mpo 7374  df-er 8648  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-pnf 11186  df-mnf 11187  df-xr 11188  df-ltxr 11189  df-le 11190  df-sub 11383  df-neg 11384

This theorem is referenced by:  supminf  12870  supminfxr  45453