Theorem iccsupr 12266

Description: A nonempty subset of a closed real interval satisfies the conditions for the existence of its supremum (see suprcl 10983). (Contributed by Paul Chapman, 21-Jan-2008.)

Assertion

Ref	Expression
iccsupr	⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝐶 ∈ 𝑆) → (𝑆 ⊆ ℝ ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑥))

Distinct variable groups:   𝑦,𝐴   𝑥,𝐵,𝑦   𝑥,𝑆,𝑦

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥)   𝐶(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem iccsupr

Step	Hyp	Ref	Expression
1		iccssre 12255	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ)
2		sstr 3611	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵) ∧ (𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ) → 𝑆 ⊆ ℝ)
3	2	ancoms 469	. . . 4 ⊢ (((𝐴[,]𝐵) ⊆ ℝ ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑆 ⊆ ℝ)
4	1, 3	sylan 488	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵)) → 𝑆 ⊆ ℝ)
5	4	3adant3 1081	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝐶 ∈ 𝑆) → 𝑆 ⊆ ℝ)
6		ne0i 3921	. . 3 ⊢ (𝐶 ∈ 𝑆 → 𝑆 ≠ ∅)
7	6	3ad2ant3 1084	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝐶 ∈ 𝑆) → 𝑆 ≠ ∅)
8		simplr 792	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵)) → 𝐵 ∈ ℝ)
9		ssel 3597	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵) → (𝑦 ∈ 𝑆 → 𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵)))
10		elicc2 12238	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵) ↔ (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 𝑦 ∧ 𝑦 ≤ 𝐵)))
11	10	biimpd 219	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) → (𝑦 ∈ (𝐴[,]𝐵) → (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 𝑦 ∧ 𝑦 ≤ 𝐵)))
12	9, 11	sylan9r 690	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵)) → (𝑦 ∈ 𝑆 → (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 𝑦 ∧ 𝑦 ≤ 𝐵)))
13	12	imp 445	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵)) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → (𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝐴 ≤ 𝑦 ∧ 𝑦 ≤ 𝐵))
14	13	simp3d 1075	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵)) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑦 ≤ 𝐵)
15	14	ralrimiva 2966	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵)) → ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝐵)
16		breq2 4657	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝐵 → (𝑦 ≤ 𝑥 ↔ 𝑦 ≤ 𝐵))
17	16	ralbidv 2986	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐵 → (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑥 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝐵))
18	17	rspcev 3309	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ ℝ ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝐵) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑥)
19	8, 15, 18	syl2anc 693	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵)) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑥)
20	19	3adant3 1081	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝐶 ∈ 𝑆) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑥)
21	5, 7, 20	3jca 1242	1 ⊢ (((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝐵 ∈ ℝ) ∧ 𝑆 ⊆ (𝐴[,]𝐵) ∧ 𝐶 ∈ 𝑆) → (𝑆 ⊆ ℝ ∧ 𝑆 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑥))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 384   ∧ w3a 1037   = wceq 1483   ∈ wcel 1990   ≠ wne 2794  ∀wral 2912  ∃wrex 2913   ⊆ wss 3574  ∅c0 3915   class class class wbr 4653  (class class class)co 6650  ℝcr 9935   ≤ cle 10075  [,]cicc 12178

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-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011

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-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-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-icc 12182

This theorem is referenced by:  supicc  12320  hoidmv1lelem1  40805  hoidmv1lelem3  40807  hoidmvlelem1  40809