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Theorem cnrefiisp

Description: A non-real, complex number is an isolated point w.r.t. the union of the reals with any finite set (the extended reals is an example of such a union). (Contributed by Glauco Siliprandi, 5-Feb-2022)

Ref Expression
Hypotheses cnrefiisp.a ⊢ φ → A ∈ ℂ
cnrefiisp.n ⊢ φ → ¬ A ∈ ℝ
cnrefiisp.b ⊢ φ → B ∈ Fin
cnrefiisp.c ⊢ C = ℝ ∪ B
Assertion cnrefiisp ⊢ φ → ∃ x ∈ ℝ + ∀ y ∈ C y ∈ ℂ ∧ y ≠ A → x ≤ y − A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cnrefiisp.a ⊢ φ → A ∈ ℂ
2 cnrefiisp.n ⊢ φ → ¬ A ∈ ℝ
3 cnrefiisp.b ⊢ φ → B ∈ Fin
4 cnrefiisp.c ⊢ C = ℝ ∪ B
5 eqid ⊢ ℑ ⁡ A ∪ ⋃ w ∈ B ∩ ℂ ∖ A w − A = ℑ ⁡ A ∪ ⋃ w ∈ B ∩ ℂ ∖ A w − A
6 fvoveq1 ⊢ z = w → z − A = w − A
7 6 sneqd ⊢ z = w → z − A = w − A
8 7 cbviunv ⊢ ⋃ z ∈ B ∩ ℂ ∖ A z − A = ⋃ w ∈ B ∩ ℂ ∖ A w − A
9 8 uneq2i ⊢ ℑ ⁡ A ∪ ⋃ z ∈ B ∩ ℂ ∖ A z − A = ℑ ⁡ A ∪ ⋃ w ∈ B ∩ ℂ ∖ A w − A
10 9 infeq1i ⊢ inf ℑ ⁡ A ∪ ⋃ z ∈ B ∩ ℂ ∖ A z − A ℝ * < = inf ℑ ⁡ A ∪ ⋃ w ∈ B ∩ ℂ ∖ A w − A ℝ * <
11 1 2 3 4 5 10 cnrefiisplem ⊢ φ → ∃ x ∈ ℝ + ∀ w ∈ C w ∈ ℂ ∧ w ≠ A → x ≤ w − A
12 eleq1w ⊢ w = y → w ∈ ℂ ↔ y ∈ ℂ
13 neeq1 ⊢ w = y → w ≠ A ↔ y ≠ A
14 12 13 anbi12d ⊢ w = y → w ∈ ℂ ∧ w ≠ A ↔ y ∈ ℂ ∧ y ≠ A
15 fvoveq1 ⊢ w = y → w − A = y − A
16 15 breq2d ⊢ w = y → x ≤ w − A ↔ x ≤ y − A
17 14 16 imbi12d ⊢ w = y → w ∈ ℂ ∧ w ≠ A → x ≤ w − A ↔ y ∈ ℂ ∧ y ≠ A → x ≤ y − A
18 17 cbvralvw ⊢ ∀ w ∈ C w ∈ ℂ ∧ w ≠ A → x ≤ w − A ↔ ∀ y ∈ C y ∈ ℂ ∧ y ≠ A → x ≤ y − A
19 18 rexbii ⊢ ∃ x ∈ ℝ + ∀ w ∈ C w ∈ ℂ ∧ w ≠ A → x ≤ w − A ↔ ∃ x ∈ ℝ + ∀ y ∈ C y ∈ ℂ ∧ y ≠ A → x ≤ y − A
20 11 19 sylib ⊢ φ → ∃ x ∈ ℝ + ∀ y ∈ C y ∈ ℂ ∧ y ≠ A → x ≤ y − A