Theorem ublbneg 12018

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 4846	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 𝑦 → (𝑏 ≤ 𝑎 ↔ 𝑦 ≤ 𝑎))
2	1	cbvralv 3354	. . . 4 ⊢ (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎)
3	2	rexbii 3222	. . 3 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 ↔ ∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎)
4		breq2 4847	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = 𝑥 → (𝑦 ≤ 𝑎 ↔ 𝑦 ≤ 𝑥))
5	4	ralbidv 3167	. . . 4 ⊢ (𝑎 = 𝑥 → (∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥))
6	5	cbvrexv 3355	. . 3 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑎 ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥)
7	3, 6	bitri 267	. 2 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥)
8		renegcl 10636	. . . 4 ⊢ (𝑎 ∈ ℝ → -𝑎 ∈ ℝ)
9		elrabi 3551	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴} → 𝑦 ∈ ℝ)
10		negeq 10564	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → -𝑧 = -𝑦)
11	10	eleq1d 2863	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑧 = 𝑦 → (-𝑧 ∈ 𝐴 ↔ -𝑦 ∈ 𝐴))
12	11	elrab3 3558	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴} ↔ -𝑦 ∈ 𝐴))
13	12	biimpd 221	. . . . . . . . 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 4846	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑏 = -𝑦 → (𝑏 ≤ 𝑎 ↔ -𝑦 ≤ 𝑎))
16	15	rspcv 3493	. . . . . . . 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 474	. . . . . 6 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}) → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → -𝑦 ≤ 𝑎))
19		lenegcon1 10824	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (-𝑎 ≤ 𝑦 ↔ -𝑦 ≤ 𝑎))
20	9, 19	sylan2 587	. . . . . 6 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}) → (-𝑎 ≤ 𝑦 ↔ -𝑦 ≤ 𝑎))
21	18, 20	sylibrd 251	. . . . 5 ⊢ ((𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}) → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → -𝑎 ≤ 𝑦))
22	21	ralrimdva 3150	. . . 4 ⊢ (𝑎 ∈ ℝ → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}-𝑎 ≤ 𝑦))
23		breq1 4846	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = -𝑎 → (𝑥 ≤ 𝑦 ↔ -𝑎 ≤ 𝑦))
24	23	ralbidv 3167	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = -𝑎 → (∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦 ↔ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}-𝑎 ≤ 𝑦))
25	24	rspcev 3497	. . . 4 ⊢ ((-𝑎 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}-𝑎 ≤ 𝑦) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦)
26	8, 22, 25	syl6an 675	. . 3 ⊢ (𝑎 ∈ ℝ → (∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦))
27	26	rexlimiv 3208	. 2 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℝ ∀𝑏 ∈ 𝐴 𝑏 ≤ 𝑎 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦)
28	7, 27	sylbir 227	1 ⊢ (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℝ ∣ -𝑧 ∈ 𝐴}𝑥 ≤ 𝑦)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 198   ∧ wa 385   = wceq 1653   ∈ wcel 2157  ∀wral 3089  ∃wrex 3090  {crab 3093   class class class wbr 4843  ℝcr 10223   ≤ cle 10364  -cneg 10557

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1891  ax-4 1905  ax-5 2006  ax-6 2072  ax-7 2107  ax-8 2159  ax-9 2166  ax-10 2185  ax-11 2200  ax-12 2213  ax-13 2377  ax-ext 2777  ax-sep 4975  ax-nul 4983  ax-pow 5035  ax-pr 5097  ax-un 7183  ax-resscn 10281  ax-1cn 10282  ax-icn 10283  ax-addcl 10284  ax-addrcl 10285  ax-mulcl 10286  ax-mulrcl 10287  ax-mulcom 10288  ax-addass 10289  ax-mulass 10290  ax-distr 10291  ax-i2m1 10292  ax-1ne0 10293  ax-1rid 10294  ax-rnegex 10295  ax-rrecex 10296  ax-cnre 10297  ax-pre-lttri 10298  ax-pre-lttrn 10299  ax-pre-ltadd 10300

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 386  df-or 875  df-3or 1109  df-3an 1110  df-tru 1657  df-ex 1876  df-nf 1880  df-sb 2065  df-mo 2591  df-eu 2609  df-clab 2786  df-cleq 2792  df-clel 2795  df-nfc 2930  df-ne 2972  df-nel 3075  df-ral 3094  df-rex 3095  df-reu 3096  df-rab 3098  df-v 3387  df-sbc 3634  df-csb 3729  df-dif 3772  df-un 3774  df-in 3776  df-ss 3783  df-nul 4116  df-if 4278  df-pw 4351  df-sn 4369  df-pr 4371  df-op 4375  df-uni 4629  df-br 4844  df-opab 4906  df-mpt 4923  df-id 5220  df-po 5233  df-so 5234  df-xp 5318  df-rel 5319  df-cnv 5320  df-co 5321  df-dm 5322  df-rn 5323  df-res 5324  df-ima 5325  df-iota 6064  df-fun 6103  df-fn 6104  df-f 6105  df-f1 6106  df-fo 6107  df-f1o 6108  df-fv 6109  df-riota 6839  df-ov 6881  df-oprab 6882  df-mpt2 6883  df-er 7982  df-en 8196  df-dom 8197  df-sdom 8198  df-pnf 10365  df-mnf 10366  df-xr 10367  df-ltxr 10368  df-le 10369  df-sub 10558  df-neg 10559

This theorem is referenced by:  supminf  12020  supminfxr  40437