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Theorem suplub 7722
Description: A supremum is the least upper bound. See also supcl 7720 and supub 7721. (Contributed by NM, 13-Oct-2004.) (Revised by Mario Carneiro, 24-Dec-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
supmo.1  |-  ( ph  ->  R  Or  A )
supcl.2  |-  ( ph  ->  E. x  e.  A  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) ) )
Assertion
Ref Expression
suplub  |-  ( ph  ->  ( ( C  e.  A  /\  C R sup ( B ,  A ,  R )
)  ->  E. z  e.  B  C R
z ) )
Distinct variable groups:    x, y,
z, A    x, R, y, z    x, B, y, z    z, C
Allowed substitution hints:    ph( x, y, z)    C( x, y)

Proof of Theorem suplub
Dummy variable  w is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpr 461 . . . . . . 7  |-  ( ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) )  ->  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) )
2 breq1 4307 . . . . . . . . 9  |-  ( y  =  w  ->  (
y R x  <->  w R x ) )
3 breq1 4307 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  w  ->  (
y R z  <->  w R
z ) )
43rexbidv 2748 . . . . . . . . 9  |-  ( y  =  w  ->  ( E. z  e.  B  y R z  <->  E. z  e.  B  w R
z ) )
52, 4imbi12d 320 . . . . . . . 8  |-  ( y  =  w  ->  (
( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z )  <->  ( w R x  ->  E. z  e.  B  w R
z ) ) )
65cbvralv 2959 . . . . . . 7  |-  ( A. y  e.  A  (
y R x  ->  E. z  e.  B  y R z )  <->  A. w  e.  A  ( w R x  ->  E. z  e.  B  w R
z ) )
71, 6sylib 196 . . . . . 6  |-  ( ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) )  ->  A. w  e.  A  ( w R x  ->  E. z  e.  B  w R z ) )
87a1i 11 . . . . 5  |-  ( x  e.  A  ->  (
( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R
z ) )  ->  A. w  e.  A  ( w R x  ->  E. z  e.  B  w R z ) ) )
98ss2rabi 3446 . . . 4  |-  { x  e.  A  |  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) ) }  C_  { x  e.  A  |  A. w  e.  A  (
w R x  ->  E. z  e.  B  w R z ) }
10 supmo.1 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  R  Or  A )
1110supval2 7717 . . . . 5  |-  ( ph  ->  sup ( B ,  A ,  R )  =  ( iota_ x  e.  A  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  (
y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) ) ) )
12 supcl.2 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  E. x  e.  A  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) ) )
1310, 12supeu 7716 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  E! x  e.  A  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) ) )
14 riotacl2 6078 . . . . . 6  |-  ( E! x  e.  A  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) )  ->  ( iota_ x  e.  A  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  (
y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) ) )  e.  { x  e.  A  |  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) ) } )
1513, 14syl 16 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( iota_ x  e.  A  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) ) )  e.  { x  e.  A  |  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) ) } )
1611, 15eqeltrd 2517 . . . 4  |-  ( ph  ->  sup ( B ,  A ,  R )  e.  { x  e.  A  |  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  (
y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) ) } )
179, 16sseldi 3366 . . 3  |-  ( ph  ->  sup ( B ,  A ,  R )  e.  { x  e.  A  |  A. w  e.  A  ( w R x  ->  E. z  e.  B  w R z ) } )
18 breq2 4308 . . . . . . 7  |-  ( x  =  sup ( B ,  A ,  R
)  ->  ( w R x  <->  w R sup ( B ,  A ,  R ) ) )
1918imbi1d 317 . . . . . 6  |-  ( x  =  sup ( B ,  A ,  R
)  ->  ( (
w R x  ->  E. z  e.  B  w R z )  <->  ( w R sup ( B ,  A ,  R )  ->  E. z  e.  B  w R z ) ) )
2019ralbidv 2747 . . . . 5  |-  ( x  =  sup ( B ,  A ,  R
)  ->  ( A. w  e.  A  (
w R x  ->  E. z  e.  B  w R z )  <->  A. w  e.  A  ( w R sup ( B ,  A ,  R )  ->  E. z  e.  B  w R z ) ) )
2120elrab 3129 . . . 4  |-  ( sup ( B ,  A ,  R )  e.  {
x  e.  A  |  A. w  e.  A  ( w R x  ->  E. z  e.  B  w R z ) }  <-> 
( sup ( B ,  A ,  R
)  e.  A  /\  A. w  e.  A  ( w R sup ( B ,  A ,  R )  ->  E. z  e.  B  w R
z ) ) )
2221simprbi 464 . . 3  |-  ( sup ( B ,  A ,  R )  e.  {
x  e.  A  |  A. w  e.  A  ( w R x  ->  E. z  e.  B  w R z ) }  ->  A. w  e.  A  ( w R sup ( B ,  A ,  R )  ->  E. z  e.  B  w R
z ) )
2317, 22syl 16 . 2  |-  ( ph  ->  A. w  e.  A  ( w R sup ( B ,  A ,  R )  ->  E. z  e.  B  w R
z ) )
24 breq1 4307 . . . . 5  |-  ( w  =  C  ->  (
w R sup ( B ,  A ,  R )  <->  C R sup ( B ,  A ,  R ) ) )
25 breq1 4307 . . . . . 6  |-  ( w  =  C  ->  (
w R z  <->  C R
z ) )
2625rexbidv 2748 . . . . 5  |-  ( w  =  C  ->  ( E. z  e.  B  w R z  <->  E. z  e.  B  C R
z ) )
2724, 26imbi12d 320 . . . 4  |-  ( w  =  C  ->  (
( w R sup ( B ,  A ,  R )  ->  E. z  e.  B  w R
z )  <->  ( C R sup ( B ,  A ,  R )  ->  E. z  e.  B  C R z ) ) )
2827rspccv 3082 . . 3  |-  ( A. w  e.  A  (
w R sup ( B ,  A ,  R )  ->  E. z  e.  B  w R
z )  ->  ( C  e.  A  ->  ( C R sup ( B ,  A ,  R )  ->  E. z  e.  B  C R
z ) ) )
2928impd 431 . 2  |-  ( A. w  e.  A  (
w R sup ( B ,  A ,  R )  ->  E. z  e.  B  w R
z )  ->  (
( C  e.  A  /\  C R sup ( B ,  A ,  R ) )  ->  E. z  e.  B  C R z ) )
3023, 29syl 16 1  |-  ( ph  ->  ( ( C  e.  A  /\  C R sup ( B ,  A ,  R )
)  ->  E. z  e.  B  C R
z ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 369    = wceq 1369    e. wcel 1756   A.wral 2727   E.wrex 2728   E!wreu 2729   {crab 2731   class class class wbr 4304    Or wor 4652   iota_crio 6063   supcsup 7702
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1591  ax-4 1602  ax-5 1670  ax-6 1708  ax-7 1728  ax-10 1775  ax-11 1780  ax-12 1792  ax-13 1943  ax-ext 2423
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1372  df-ex 1587  df-nf 1590  df-sb 1701  df-eu 2257  df-mo 2258  df-clab 2430  df-cleq 2436  df-clel 2439  df-nfc 2577  df-ne 2620  df-ral 2732  df-rex 2733  df-reu 2734  df-rmo 2735  df-rab 2736  df-v 2986  df-sbc 3199  df-dif 3343  df-un 3345  df-in 3347  df-ss 3354  df-nul 3650  df-if 3804  df-sn 3890  df-pr 3892  df-op 3896  df-uni 4104  df-br 4305  df-po 4653  df-so 4654  df-iota 5393  df-riota 6064  df-sup 7703
This theorem is referenced by:  suplub2  7723  supnub  7724  supiso  7734  supxrun  11290  supxrunb1  11294  supxrunb2  11295  gtinf  28526
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