Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  unb2ltle Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem unb2ltle 42440
 Description: "Unbounded below" expressed with < and with ≤. (Contributed by Glauco Siliprandi, 23-Oct-2021.)
Assertion
Ref Expression
unb2ltle (𝐴 ⊆ ℝ* → (∀𝑤 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤 ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥))
Distinct variable group:   𝑤,𝐴,𝑥,𝑦

Proof of Theorem unb2ltle
StepHypRef Expression
1 nfv 1915 . . . . . 6 𝑤 𝐴 ⊆ ℝ*
2 nfra1 3147 . . . . . 6 𝑤𝑤 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤
31, 2nfan 1900 . . . . 5 𝑤(𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑤 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤)
4 simpll 766 . . . . . 6 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑤 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) → 𝐴 ⊆ ℝ*)
5 simpr 488 . . . . . 6 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑤 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) → 𝑤 ∈ ℝ)
6 rspa 3135 . . . . . . 7 ((∀𝑤 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤𝑤 ∈ ℝ) → ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤)
76adantll 713 . . . . . 6 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑤 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) → ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤)
8 ssel2 3887 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝑦𝐴) → 𝑦 ∈ ℝ*)
98ad4ant13 750 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑦𝐴) ∧ 𝑦 < 𝑤) → 𝑦 ∈ ℝ*)
10 simpllr 775 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑦𝐴) ∧ 𝑦 < 𝑤) → 𝑤 ∈ ℝ)
1110rexrd 10729 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑦𝐴) ∧ 𝑦 < 𝑤) → 𝑤 ∈ ℝ*)
12 simpr 488 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑦𝐴) ∧ 𝑦 < 𝑤) → 𝑦 < 𝑤)
139, 11, 12xrltled 12584 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑦𝐴) ∧ 𝑦 < 𝑤) → 𝑦𝑤)
1413ex 416 . . . . . . . 8 (((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑦𝐴) → (𝑦 < 𝑤𝑦𝑤))
1514reximdva 3198 . . . . . . 7 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) → (∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤 → ∃𝑦𝐴 𝑦𝑤))
1615imp 410 . . . . . 6 (((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) ∧ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤) → ∃𝑦𝐴 𝑦𝑤)
174, 5, 7, 16syl21anc 836 . . . . 5 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑤 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) → ∃𝑦𝐴 𝑦𝑤)
183, 17ralrimia 3407 . . . 4 ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑤 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤) → ∀𝑤 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑤)
19 breq2 5036 . . . . . 6 (𝑤 = 𝑥 → (𝑦𝑤𝑦𝑥))
2019rexbidv 3221 . . . . 5 (𝑤 = 𝑥 → (∃𝑦𝐴 𝑦𝑤 ↔ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥))
2120cbvralvw 3361 . . . 4 (∀𝑤 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑤 ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥)
2218, 21sylib 221 . . 3 ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑤 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤) → ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥)
2322ex 416 . 2 (𝐴 ⊆ ℝ* → (∀𝑤 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤 → ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥))
24 simpll 766 . . . . 5 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) → 𝐴 ⊆ ℝ*)
25 simpr 488 . . . . 5 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) → 𝑤 ∈ ℝ)
26 peano2rem 10991 . . . . . . . 8 (𝑤 ∈ ℝ → (𝑤 − 1) ∈ ℝ)
2726adantl 485 . . . . . . 7 ((∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥𝑤 ∈ ℝ) → (𝑤 − 1) ∈ ℝ)
28 simpl 486 . . . . . . 7 ((∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥𝑤 ∈ ℝ) → ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥)
29 breq2 5036 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝑤 − 1) → (𝑦𝑥𝑦 ≤ (𝑤 − 1)))
3029rexbidv 3221 . . . . . . . 8 (𝑥 = (𝑤 − 1) → (∃𝑦𝐴 𝑦𝑥 ↔ ∃𝑦𝐴 𝑦 ≤ (𝑤 − 1)))
3130rspcva 3539 . . . . . . 7 (((𝑤 − 1) ∈ ℝ ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥) → ∃𝑦𝐴 𝑦 ≤ (𝑤 − 1))
3227, 28, 31syl2anc 587 . . . . . 6 ((∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥𝑤 ∈ ℝ) → ∃𝑦𝐴 𝑦 ≤ (𝑤 − 1))
3332adantll 713 . . . . 5 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) → ∃𝑦𝐴 𝑦 ≤ (𝑤 − 1))
348ad4ant13 750 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑦𝐴) ∧ 𝑦 ≤ (𝑤 − 1)) → 𝑦 ∈ ℝ*)
35 simpllr 775 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑦𝐴) ∧ 𝑦 ≤ (𝑤 − 1)) → 𝑤 ∈ ℝ)
3626rexrd 10729 . . . . . . . . . 10 (𝑤 ∈ ℝ → (𝑤 − 1) ∈ ℝ*)
3735, 36syl 17 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑦𝐴) ∧ 𝑦 ≤ (𝑤 − 1)) → (𝑤 − 1) ∈ ℝ*)
3835rexrd 10729 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑦𝐴) ∧ 𝑦 ≤ (𝑤 − 1)) → 𝑤 ∈ ℝ*)
39 simpr 488 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑦𝐴) ∧ 𝑦 ≤ (𝑤 − 1)) → 𝑦 ≤ (𝑤 − 1))
4035ltm1d 11610 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑦𝐴) ∧ 𝑦 ≤ (𝑤 − 1)) → (𝑤 − 1) < 𝑤)
4134, 37, 38, 39, 40xrlelttrd 12594 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑦𝐴) ∧ 𝑦 ≤ (𝑤 − 1)) → 𝑦 < 𝑤)
4241ex 416 . . . . . . 7 (((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) ∧ 𝑦𝐴) → (𝑦 ≤ (𝑤 − 1) → 𝑦 < 𝑤))
4342reximdva 3198 . . . . . 6 ((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) → (∃𝑦𝐴 𝑦 ≤ (𝑤 − 1) → ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤))
4443imp 410 . . . . 5 (((𝐴 ⊆ ℝ*𝑤 ∈ ℝ) ∧ ∃𝑦𝐴 𝑦 ≤ (𝑤 − 1)) → ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤)
4524, 25, 33, 44syl21anc 836 . . . 4 (((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥) ∧ 𝑤 ∈ ℝ) → ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤)
4645ralrimiva 3113 . . 3 ((𝐴 ⊆ ℝ* ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥) → ∀𝑤 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤)
4746ex 416 . 2 (𝐴 ⊆ ℝ* → (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥 → ∀𝑤 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤))
4823, 47impbid 215 1 (𝐴 ⊆ ℝ* → (∀𝑤 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦 < 𝑤 ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦𝐴 𝑦𝑥))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   = wceq 1538   ∈ wcel 2111  ∀wral 3070  ∃wrex 3071   ⊆ wss 3858   class class class wbr 5032  (class class class)co 7150  ℝcr 10574  1c1 10576  ℝ*cxr 10712   < clt 10713   ≤ cle 10714   − cmin 10908 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 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2729  ax-sep 5169  ax-nul 5176  ax-pow 5234  ax-pr 5298  ax-un 7459  ax-cnex 10631  ax-resscn 10632  ax-1cn 10633  ax-icn 10634  ax-addcl 10635  ax-addrcl 10636  ax-mulcl 10637  ax-mulrcl 10638  ax-mulcom 10639  ax-addass 10640  ax-mulass 10641  ax-distr 10642  ax-i2m1 10643  ax-1ne0 10644  ax-1rid 10645  ax-rnegex 10646  ax-rrecex 10647  ax-cnre 10648  ax-pre-lttri 10649  ax-pre-lttrn 10650  ax-pre-ltadd 10651  ax-pre-mulgt0 10652 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-fal 1551  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2557  df-eu 2588  df-clab 2736  df-cleq 2750  df-clel 2830  df-nfc 2901  df-ne 2952  df-nel 3056  df-ral 3075  df-rex 3076  df-reu 3077  df-rab 3079  df-v 3411  df-sbc 3697  df-csb 3806  df-dif 3861  df-un 3863  df-in 3865  df-ss 3875  df-nul 4226  df-if 4421  df-pw 4496  df-sn 4523  df-pr 4525  df-op 4529  df-uni 4799  df-br 5033  df-opab 5095  df-mpt 5113  df-id 5430  df-po 5443  df-so 5444  df-xp 5530  df-rel 5531  df-cnv 5532  df-co 5533  df-dm 5534  df-rn 5535  df-res 5536  df-ima 5537  df-iota 6294  df-fun 6337  df-fn 6338  df-f 6339  df-f1 6340  df-fo 6341  df-f1o 6342  df-fv 6343  df-riota 7108  df-ov 7153  df-oprab 7154  df-mpo 7155  df-er 8299  df-en 8528  df-dom 8529  df-sdom 8530  df-pnf 10715  df-mnf 10716  df-xr 10717  df-ltxr 10718  df-le 10719  df-sub 10910  df-neg 10911 This theorem is referenced by:  infxrunb3  42449
 Copyright terms: Public domain W3C validator