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Theorem xrsupsslem 12137
Description: Lemma for xrsupss 12139. (Contributed by NM, 25-Oct-2005.)
Assertion
Ref Expression
xrsupsslem  |-  ( ( A  C_  RR*  /\  ( A  C_  RR  \/ +oo  e.  A ) )  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
Distinct variable group:    x, y, z, A

Proof of Theorem xrsupsslem
StepHypRef Expression
1 raleq 3138 . . . . . 6  |-  ( A  =  (/)  ->  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  <->  A. y  e.  (/)  -.  x  < 
y ) )
2 rexeq 3139 . . . . . . . 8  |-  ( A  =  (/)  ->  ( E. z  e.  A  y  <  z  <->  E. z  e.  (/)  y  <  z
) )
32imbi2d 330 . . . . . . 7  |-  ( A  =  (/)  ->  ( ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z )  <->  ( y  <  x  ->  E. z  e.  (/)  y  <  z
) ) )
43ralbidv 2986 . . . . . 6  |-  ( A  =  (/)  ->  ( A. y  e.  RR*  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z )  <->  A. y  e.  RR*  ( y  <  x  ->  E. z  e.  (/)  y  <  z ) ) )
51, 4anbi12d 747 . . . . 5  |-  ( A  =  (/)  ->  ( ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )  <-> 
( A. y  e.  (/)  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  <  x  ->  E. z  e.  (/)  y  <  z ) ) ) )
65rexbidv 3052 . . . 4  |-  ( A  =  (/)  ->  ( E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )  <->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  (/)  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  (/)  y  <  z
) ) ) )
7 sup3 10980 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y  <_  x
)  ->  E. x  e.  RR  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
8 rexr 10085 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  RR  ->  x  e.  RR* )
98anim1i 592 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  RR  /\  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )  ->  ( x  e.  RR*  /\  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) ) )
109reximi2 3010 . . . . . . . 8  |-  ( E. x  e.  RR  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
117, 10syl 17 . . . . . . 7  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y  <_  x
)  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
12 elxr 11950 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  e.  RR*  <->  ( y  e.  RR  \/  y  = +oo  \/  y  = -oo ) )
13 simpr 477 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  /\  x  e.  RR* )  /\  ( y  e.  RR  ->  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )  ->  ( y  e.  RR  ->  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
14 pnfnlt 11962 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( x  e.  RR*  ->  -. +oo  <  x )
1514adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( x  e.  RR*  /\  y  = +oo )  ->  -. +oo 
<  x )
16 breq1 4656 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( y  = +oo  ->  (
y  <  x  <-> +oo  <  x
) )
1716notbid 308 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( y  = +oo  ->  ( -.  y  <  x  <->  -. +oo  <  x ) )
1817adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( x  e.  RR*  /\  y  = +oo )  ->  ( -.  y  <  x  <->  -. +oo  <  x ) )
1915, 18mpbird 247 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( x  e.  RR*  /\  y  = +oo )  ->  -.  y  <  x )
2019pm2.21d 118 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( x  e.  RR*  /\  y  = +oo )  ->  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )
2120ex 450 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  e.  RR*  ->  ( y  = +oo  ->  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
2221ad2antlr 763 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  /\  x  e.  RR* )  /\  ( y  e.  RR  ->  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )  ->  ( y  = +oo  ->  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
23 ssel 3597 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( A 
C_  RR  ->  ( z  e.  A  ->  z  e.  RR ) )
24 mnflt 11957 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( z  e.  RR  -> -oo  <  z )
2523, 24syl6 35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( A 
C_  RR  ->  ( z  e.  A  -> -oo  <  z ) )
2625ancld 576 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( A 
C_  RR  ->  ( z  e.  A  ->  (
z  e.  A  /\ -oo 
<  z ) ) )
2726eximdv 1846 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( A 
C_  RR  ->  ( E. z  z  e.  A  ->  E. z ( z  e.  A  /\ -oo  <  z ) ) )
28 n0 3931 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( A  =/=  (/)  <->  E. z  z  e.  A )
29 df-rex 2918 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( E. z  e.  A -oo  <  z  <->  E. z ( z  e.  A  /\ -oo  <  z ) )
3027, 28, 293imtr4g 285 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( A 
C_  RR  ->  ( A  =/=  (/)  ->  E. z  e.  A -oo  <  z
) )
3130imp 445 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  ->  E. z  e.  A -oo  <  z
)
3231a1d 25 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  ->  ( -oo  <  x  ->  E. z  e.  A -oo  <  z
) )
3332ad2antrr 762 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  /\  x  e.  RR* )  /\  y  = -oo )  ->  ( -oo  <  x  ->  E. z  e.  A -oo  <  z ) )
34 breq1 4656 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( y  = -oo  ->  (
y  <  x  <-> -oo  <  x
) )
35 breq1 4656 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( y  = -oo  ->  (
y  <  z  <-> -oo  <  z
) )
3635rexbidv 3052 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( y  = -oo  ->  ( E. z  e.  A  y  <  z  <->  E. z  e.  A -oo  <  z
) )
3734, 36imbi12d 334 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( y  = -oo  ->  (
( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z )  <->  ( -oo  <  x  ->  E. z  e.  A -oo  <  z
) ) )
3837adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  /\  x  e.  RR* )  /\  y  = -oo )  ->  ( ( y  < 
x  ->  E. z  e.  A  y  <  z )  <->  ( -oo  <  x  ->  E. z  e.  A -oo  <  z ) ) )
3933, 38mpbird 247 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  /\  x  e.  RR* )  /\  y  = -oo )  ->  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )
4039ex 450 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  /\  x  e.  RR* )  -> 
( y  = -oo  ->  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
4140adantr 481 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  /\  x  e.  RR* )  /\  ( y  e.  RR  ->  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )  ->  ( y  = -oo  ->  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
4213, 22, 413jaod 1392 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  /\  x  e.  RR* )  /\  ( y  e.  RR  ->  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )  ->  ( (
y  e.  RR  \/  y  = +oo  \/  y  = -oo )  ->  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
4312, 42syl5bi 232 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  /\  x  e.  RR* )  /\  ( y  e.  RR  ->  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )  ->  ( y  e.  RR*  ->  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
4443ex 450 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  /\  x  e.  RR* )  -> 
( ( y  e.  RR  ->  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )  ->  (
y  e.  RR*  ->  ( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) ) )
4544ralimdv2 2961 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  /\  x  e.  RR* )  -> 
( A. y  e.  RR  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  A  y  <  z )  ->  A. y  e.  RR*  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
4645anim2d 589 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  /\  x  e.  RR* )  -> 
( ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )  ->  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) ) )
4746reximdva 3017 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  ->  ( E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) ) )
48473adant3 1081 . . . . . . 7  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y  <_  x
)  ->  ( E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) ) )
4911, 48mpd 15 . . . . . 6  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y  <_  x
)  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
50493expa 1265 . . . . 5  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  /\  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y  <_  x )  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
51 ralnex 2992 . . . . . . . . 9  |-  ( A. x  e.  RR  -.  A. y  e.  A  y  <_  x  <->  -.  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y  <_  x
)
52 rexnal 2995 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( E. y  e.  A  -.  y  <_  x  <->  -.  A. y  e.  A  y  <_  x )
53 ssel2 3598 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( A  C_  RR  /\  y  e.  A )  ->  y  e.  RR )
54 letric 10137 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  ->  ( y  <_  x  \/  x  <_  y ) )
5554ord 392 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( y  e.  RR  /\  x  e.  RR )  ->  ( -.  y  <_  x  ->  x  <_  y
) )
5653, 55sylan 488 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  y  e.  A )  /\  x  e.  RR )  ->  ( -.  y  <_  x  ->  x  <_  y ) )
5756an32s 846 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  x  e.  RR )  /\  y  e.  A
)  ->  ( -.  y  <_  x  ->  x  <_  y ) )
5857reximdva 3017 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( A  C_  RR  /\  x  e.  RR )  ->  ( E. y  e.  A  -.  y  <_  x  ->  E. y  e.  A  x  <_  y ) )
5952, 58syl5bir 233 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( A  C_  RR  /\  x  e.  RR )  ->  ( -.  A. y  e.  A  y  <_  x  ->  E. y  e.  A  x  <_  y ) )
6059ralimdva 2962 . . . . . . . . . 10  |-  ( A 
C_  RR  ->  ( A. x  e.  RR  -.  A. y  e.  A  y  <_  x  ->  A. x  e.  RR  E. y  e.  A  x  <_  y
) )
6160imp 445 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A. x  e.  RR  -.  A. y  e.  A  y  <_  x )  ->  A. x  e.  RR  E. y  e.  A  x  <_  y )
6251, 61sylan2br 493 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  C_  RR  /\  -.  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y  <_  x )  ->  A. x  e.  RR  E. y  e.  A  x  <_  y
)
63 breq2 4657 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  z  ->  (
x  <_  y  <->  x  <_  z ) )
6463cbvrexv 3172 . . . . . . . . 9  |-  ( E. y  e.  A  x  <_  y  <->  E. z  e.  A  x  <_  z )
6564ralbii 2980 . . . . . . . 8  |-  ( A. x  e.  RR  E. y  e.  A  x  <_  y  <->  A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z )
6662, 65sylib 208 . . . . . . 7  |-  ( ( A  C_  RR  /\  -.  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y  <_  x )  ->  A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z
)
67 pnfxr 10092 . . . . . . . 8  |- +oo  e.  RR*
68 ssel 3597 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A 
C_  RR  ->  ( y  e.  A  ->  y  e.  RR ) )
69 rexr 10085 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  e.  RR  ->  y  e.  RR* )
70 pnfnlt 11962 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  e.  RR*  ->  -. +oo  <  y )
7169, 70syl 17 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  e.  RR  ->  -. +oo 
<  y )
7268, 71syl6 35 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A 
C_  RR  ->  ( y  e.  A  ->  -. +oo 
<  y ) )
7372ralrimiv 2965 . . . . . . . . . 10  |-  ( A 
C_  RR  ->  A. y  e.  A  -. +oo  <  y )
7473adantr 481 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z )  ->  A. y  e.  A  -. +oo  <  y )
75 peano2re 10209 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( y  e.  RR  ->  (
y  +  1 )  e.  RR )
76 breq1 4656 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( x  =  ( y  +  1 )  ->  (
x  <_  z  <->  ( y  +  1 )  <_ 
z ) )
7776rexbidv 3052 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( x  =  ( y  +  1 )  ->  ( E. z  e.  A  x  <_  z  <->  E. z  e.  A  ( y  +  1 )  <_ 
z ) )
7877rspcva 3307 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( y  +  1 )  e.  RR  /\  A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z )  ->  E. z  e.  A  ( y  +  1 )  <_ 
z )
7978adantrr 753 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( y  +  1 )  e.  RR  /\  ( A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z  /\  A  C_  RR ) )  ->  E. z  e.  A  ( y  +  1 )  <_  z )
8079ancoms 469 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z  /\  A  C_  RR )  /\  ( y  +  1 )  e.  RR )  ->  E. z  e.  A  ( y  +  1 )  <_  z )
8175, 80sylan2 491 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z  /\  A  C_  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  E. z  e.  A  ( y  +  1 )  <_  z )
82 ssel2 3598 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( A  C_  RR  /\  z  e.  A )  ->  z  e.  RR )
83 ltp1 10861 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( y  e.  RR  ->  y  <  ( y  +  1 ) )
8483adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( y  e.  RR  /\  z  e.  RR )  ->  y  <  ( y  +  1 ) )
8575ancli 574 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( y  e.  RR  ->  (
y  e.  RR  /\  ( y  +  1 )  e.  RR ) )
86 ltletr 10129 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( y  e.  RR  /\  ( y  +  1 )  e.  RR  /\  z  e.  RR )  ->  ( ( y  < 
( y  +  1 )  /\  ( y  +  1 )  <_ 
z )  ->  y  <  z ) )
87863expa 1265 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( y  e.  RR  /\  ( y  +  1 )  e.  RR )  /\  z  e.  RR )  ->  ( ( y  <  ( y  +  1 )  /\  (
y  +  1 )  <_  z )  -> 
y  <  z )
)
8885, 87sylan 488 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( y  e.  RR  /\  z  e.  RR )  ->  ( ( y  < 
( y  +  1 )  /\  ( y  +  1 )  <_ 
z )  ->  y  <  z ) )
8984, 88mpand 711 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( y  e.  RR  /\  z  e.  RR )  ->  ( ( y  +  1 )  <_  z  ->  y  <  z ) )
9089ancoms 469 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( z  e.  RR  /\  y  e.  RR )  ->  ( ( y  +  1 )  <_  z  ->  y  <  z ) )
9182, 90sylan 488 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  z  e.  A )  /\  y  e.  RR )  ->  ( ( y  +  1 )  <_ 
z  ->  y  <  z ) )
9291an32s 846 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  y  e.  RR )  /\  z  e.  A
)  ->  ( (
y  +  1 )  <_  z  ->  y  <  z ) )
9392reximdva 3017 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( A  C_  RR  /\  y  e.  RR )  ->  ( E. z  e.  A  ( y  +  1 )  <_  z  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )
9493adantll 750 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z  /\  A  C_  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  ( E. z  e.  A  ( y  +  1 )  <_ 
z  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )
9581, 94mpd 15 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z  /\  A  C_  RR )  /\  y  e.  RR )  ->  E. z  e.  A  y  <  z )
9695exp31 630 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z  ->  ( A  C_  RR  ->  ( y  e.  RR  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
9796a1dd 50 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z  ->  ( A  C_  RR  ->  ( y  < +oo  ->  ( y  e.  RR  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) ) )
9897com4r 94 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  e.  RR  ->  ( A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z  ->  ( A  C_  RR  ->  (
y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) ) )
99 xrltnr 11953 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( +oo  e.  RR*  ->  -. +oo  < +oo )
10067, 99ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  -. +oo  < +oo
101 breq1 4656 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( y  = +oo  ->  (
y  < +oo  <-> +oo  < +oo ) )
102100, 101mtbiri 317 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( y  = +oo  ->  -.  y  < +oo )
103102pm2.21d 118 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  = +oo  ->  (
y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )
1041032a1d 26 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  = +oo  ->  ( A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z  ->  ( A  C_  RR  ->  (
y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) ) )
105 0re 10040 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  0  e.  RR
106 breq1 4656 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( x  =  0  ->  (
x  <_  z  <->  0  <_  z ) )
107106rexbidv 3052 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( x  =  0  ->  ( E. z  e.  A  x  <_  z  <->  E. z  e.  A  0  <_  z ) )
108107rspcva 3307 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( 0  e.  RR  /\  A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z )  ->  E. z  e.  A  0  <_  z )
109105, 108mpan 706 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z  ->  E. z  e.  A 
0  <_  z )
11082, 24syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( A  C_  RR  /\  z  e.  A )  -> -oo  <  z )
111110a1d 25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( A  C_  RR  /\  z  e.  A )  ->  (
0  <_  z  -> -oo 
<  z ) )
112111reximdva 3017 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( A 
C_  RR  ->  ( E. z  e.  A  0  <_  z  ->  E. z  e.  A -oo  <  z
) )
113109, 112mpan9 486 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z  /\  A  C_  RR )  ->  E. z  e.  A -oo  <  z
)
114113, 36syl5ibr 236 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( y  = -oo  ->  (
( A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z  /\  A  C_  RR )  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )
115114a1dd 50 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  = -oo  ->  (
( A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z  /\  A  C_  RR )  ->  ( y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
116115expd 452 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  = -oo  ->  ( A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z  ->  ( A  C_  RR  ->  (
y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) ) )
11798, 104, 1163jaoi 1391 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( y  e.  RR  \/  y  = +oo  \/  y  = -oo )  ->  ( A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z  ->  ( A  C_  RR  ->  (
y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) ) )
11812, 117sylbi 207 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  e.  RR*  ->  ( A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z  ->  ( A  C_  RR  ->  ( y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) ) )
119118com13 88 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A 
C_  RR  ->  ( A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z  ->  ( y  e. 
RR*  ->  ( y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) ) )
120119imp 445 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z )  ->  ( y  e.  RR*  ->  ( y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
121120ralrimiv 2965 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z )  ->  A. y  e.  RR*  ( y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )
12274, 121jca 554 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z )  ->  ( A. y  e.  A  -. +oo 
<  y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
123 breq1 4656 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  = +oo  ->  (
x  <  y  <-> +oo  <  y
) )
124123notbid 308 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  = +oo  ->  ( -.  x  <  y  <->  -. +oo  <  y ) )
125124ralbidv 2986 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  = +oo  ->  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  <->  A. y  e.  A  -. +oo  <  y ) )
126 breq2 4657 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  = +oo  ->  (
y  <  x  <->  y  < +oo ) )
127126imbi1d 331 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  = +oo  ->  (
( y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z )  <->  ( y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
128127ralbidv 2986 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  = +oo  ->  ( A. y  e.  RR*  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z )  <->  A. y  e.  RR*  ( y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
129125, 128anbi12d 747 . . . . . . . . 9  |-  ( x  = +oo  ->  (
( A. y  e.  A  -.  x  < 
y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )  <->  ( A. y  e.  A  -. +oo 
<  y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) ) )
130129rspcev 3309 . . . . . . . 8  |-  ( ( +oo  e.  RR*  /\  ( A. y  e.  A  -. +oo  <  y  /\  A. y  e.  RR*  (
y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
13167, 122, 130sylancr 695 . . . . . . 7  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A. x  e.  RR  E. z  e.  A  x  <_  z )  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
13266, 131syldan 487 . . . . . 6  |-  ( ( A  C_  RR  /\  -.  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y  <_  x )  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
133132adantlr 751 . . . . 5  |-  ( ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  /\  -.  E. x  e.  RR  A. y  e.  A  y  <_  x )  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
13450, 133pm2.61dan 832 . . . 4  |-  ( ( A  C_  RR  /\  A  =/=  (/) )  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
135 mnfxr 10096 . . . . . 6  |- -oo  e.  RR*
136 ral0 4076 . . . . . . 7  |-  A. y  e.  (/)  -. -oo  <  y
137 nltmnf 11963 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  RR*  ->  -.  y  < -oo )
138137pm2.21d 118 . . . . . . . 8  |-  ( y  e.  RR*  ->  ( y  < -oo  ->  E. z  e.  (/)  y  <  z
) )
139138rgen 2922 . . . . . . 7  |-  A. y  e.  RR*  ( y  < -oo  ->  E. z  e.  (/)  y  <  z )
140136, 139pm3.2i 471 . . . . . 6  |-  ( A. y  e.  (/)  -. -oo  <  y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < -oo  ->  E. z  e.  (/)  y  <  z ) )
141 breq1 4656 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  = -oo  ->  (
x  <  y  <-> -oo  <  y
) )
142141notbid 308 . . . . . . . . 9  |-  ( x  = -oo  ->  ( -.  x  <  y  <->  -. -oo  <  y ) )
143142ralbidv 2986 . . . . . . . 8  |-  ( x  = -oo  ->  ( A. y  e.  (/)  -.  x  <  y  <->  A. y  e.  (/)  -. -oo  <  y ) )
144 breq2 4657 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  = -oo  ->  (
y  <  x  <->  y  < -oo ) )
145144imbi1d 331 . . . . . . . . 9  |-  ( x  = -oo  ->  (
( y  <  x  ->  E. z  e.  (/)  y  <  z )  <->  ( y  < -oo  ->  E. z  e.  (/)  y  <  z
) ) )
146145ralbidv 2986 . . . . . . . 8  |-  ( x  = -oo  ->  ( A. y  e.  RR*  (
y  <  x  ->  E. z  e.  (/)  y  < 
z )  <->  A. y  e.  RR*  ( y  < -oo  ->  E. z  e.  (/)  y  <  z ) ) )
147143, 146anbi12d 747 . . . . . . 7  |-  ( x  = -oo  ->  (
( A. y  e.  (/)  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  <  x  ->  E. z  e.  (/)  y  <  z ) )  <-> 
( A. y  e.  (/)  -. -oo  <  y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < -oo  ->  E. z  e.  (/)  y  <  z ) ) ) )
148147rspcev 3309 . . . . . 6  |-  ( ( -oo  e.  RR*  /\  ( A. y  e.  (/)  -. -oo  <  y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < -oo  ->  E. z  e.  (/)  y  <  z ) ) )  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  (/)  -.  x  < 
y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  (/)  y  <  z
) ) )
149135, 140, 148mp2an 708 . . . . 5  |-  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  (/)  -.  x  < 
y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  (/)  y  <  z
) )
150149a1i 11 . . . 4  |-  ( A 
C_  RR  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  (/)  -.  x  < 
y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  (/)  y  <  z
) ) )
1516, 134, 150pm2.61ne 2879 . . 3  |-  ( A 
C_  RR  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
152151adantl 482 . 2  |-  ( ( A  C_  RR*  /\  A  C_  RR )  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
153 ssel 3597 . . . . . 6  |-  ( A 
C_  RR*  ->  ( y  e.  A  ->  y  e. 
RR* ) )
154153, 70syl6 35 . . . . 5  |-  ( A 
C_  RR*  ->  ( y  e.  A  ->  -. +oo  <  y ) )
155154ralrimiv 2965 . . . 4  |-  ( A 
C_  RR*  ->  A. y  e.  A  -. +oo  <  y )
156 breq2 4657 . . . . . . 7  |-  ( z  = +oo  ->  (
y  <  z  <->  y  < +oo ) )
157156rspcev 3309 . . . . . 6  |-  ( ( +oo  e.  A  /\  y  < +oo )  ->  E. z  e.  A  y  <  z )
158157ex 450 . . . . 5  |-  ( +oo  e.  A  ->  ( y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )
159158ralrimivw 2967 . . . 4  |-  ( +oo  e.  A  ->  A. y  e.  RR*  ( y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) )
160155, 159anim12i 590 . . 3  |-  ( ( A  C_  RR*  /\ +oo  e.  A )  ->  ( A. y  e.  A  -. +oo  <  y  /\  A. y  e.  RR*  (
y  < +oo  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
16167, 160, 130sylancr 695 . 2  |-  ( ( A  C_  RR*  /\ +oo  e.  A )  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  ( y  < 
x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
162152, 161jaodan 826 1  |-  ( ( A  C_  RR*  /\  ( A  C_  RR  \/ +oo  e.  A ) )  ->  E. x  e.  RR*  ( A. y  e.  A  -.  x  <  y  /\  A. y  e.  RR*  (
y  <  x  ->  E. z  e.  A  y  <  z ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 196    \/ wo 383    /\ wa 384    \/ w3o 1036    /\ w3a 1037    = wceq 1483   E.wex 1704    e. wcel 1990    =/= wne 2794   A.wral 2912   E.wrex 2913    C_ wss 3574   (/)c0 3915   class class class wbr 4653  (class class class)co 6650   RRcr 9935   0cc0 9936   1c1 9937    + caddc 9939   +oocpnf 10071   -oocmnf 10072   RR*cxr 10073    < clt 10074    <_ cle 10075
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013  ax-pre-sup 10014
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-op 4184  df-uni 4437  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-id 5024  df-po 5035  df-so 5036  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-er 7742  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269
This theorem is referenced by:  xrsupss  12139
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