Theorem ublbneg 12961

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 5112	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 𝑦 → (𝑏 ≤ 𝑎 ↔ 𝑦 ≤ 𝑎))
2	1	cbvralvw 3243	. . . 4 ⊢ (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎)
3	2	rexbii 3112	. . 3 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 ↔ ∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎)
4		breq2 5113	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = 𝑥 → (𝑦 ≤ 𝑎 ↔ 𝑦 ≤ 𝑥))
5	4	ralbidv 3188	. . . 4 ⊢ (𝑎 = 𝑥 → (∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥))
6	5	cbvrexvw 3244	. . 3 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎 ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥)
7	3, 6	bitri 278	. 2 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥)
8		renegcl 11525	. . . 4 ⊢ (𝑎 ∈ ℝ → -𝑎 ∈ ℝ)
9		elrabi 3646	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴} → 𝑦 ∈ ℝ)
10		negeq 11453	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → -𝑧 = -𝑦)
11	10	eleq1d 2848	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → (-𝑧 ∈ 𝐴 ↔ -𝑦 ∈ 𝐴))
12	11	elrab3 3651	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴} ↔ -𝑦 ∈ 𝐴))
13	12	biimpd 232	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴} → -𝑦 ∈ 𝐴))
14	9, 13	mpcom 39	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴} → -𝑦 ∈ 𝐴)
15		breq1 5112	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑏 = -𝑦 → (𝑏 ≤ 𝑎 ↔ -𝑦 ≤ 𝑎))
16	15	rspcv 3577	. . . . . . . 8 ⊢ (-𝑦 ∈ 𝐴 → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → -𝑦 ≤ 𝑎))
17	14, 16	syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴} → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → -𝑦 ≤ 𝑎))
18	17	adantl 486	. . . . . 6 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}) → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → -𝑦 ≤ 𝑎))
19		lenegcon1 11722	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (-𝑎 ≤ 𝑦 ↔ -𝑦 ≤ 𝑎))
20	9, 19	sylan2 604	. . . . . 6 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}) → (-𝑎 ≤ 𝑦 ↔ -𝑦 ≤ 𝑎))
21	18, 20	sylibrd 262	. . . . 5 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}) → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → -𝑎 ≤ 𝑦))
22	21	ralrimdva 3165	. . . 4 ⊢ (𝑎 ∈ ℝ → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}-𝑎 ≤ 𝑦))
23		breq1 5112	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = -𝑎 → (𝑥 ≤ 𝑦 ↔ -𝑎 ≤ 𝑦))
24	23	ralbidv 3188	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = -𝑎 → (∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦 ↔ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}-𝑎 ≤ 𝑦))
25	24	rspcev 3581	. . . 4 ⊢ ((-𝑎 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}-𝑎 ≤ 𝑦) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦)
26	8, 22, 25	syl6an 696	. . 3 ⊢ (𝑎 ∈ ℝ → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦))
27	26	rexlimiv 3159	. 2 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦)
28	7, 27	sylbir 238	1 ⊢ (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   = wceq 1570   ∈ wcel 2143  ∀wral 3079  ∃wrex 3089  {crab 3416   class class class wbr 5109  ℝcr 11103   ≤ cle 11248  -cneg 11446

This proof depends on 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 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-resscn 11161  ax-1cn 11162  ax-icn 11163  ax-addcl 11164  ax-addrcl 11165  ax-mulcl 11166  ax-mulrcl 11167  ax-mulcom 11168  ax-addass 11169  ax-mulass 11170  ax-distr 11171  ax-i2m1 11172  ax-1ne0 11173  ax-1rid 11174  ax-rnegex 11175  ax-rrecex 11176  ax-cnre 11177  ax-pre-lttri 11178  ax-pre-lttrn 11179  ax-pre-ltadd 11180

This proof 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-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4873  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-id 5556  df-po 5569  df-so 5570  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-er 8690  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11447  df-neg 11448

This theorem is used by:  supminf  12963  supminfxr  46206