Metamath Proof Explorer


Theorem hoidmv1lelem1

Description: The supremum of U belongs to U . This is the last part of step (a) and the whole step (b) in the proof of Lemma 114B of Fremlin1 p. 23. (Contributed by Glauco Siliprandi, 21-Nov-2020)

Ref Expression
Hypotheses hoidmv1lelem1.a φA
hoidmv1lelem1.b φB
hoidmv1lelem1.l φA<B
hoidmv1lelem1.c φC:
hoidmv1lelem1.d φD:
hoidmv1lelem1.r φsum^jvolCjDj
hoidmv1lelem1.u U=zAB|zAsum^jvolCjifDjzDjz
hoidmv1lelem1.s S=supU<
Assertion hoidmv1lelem1 φSUAUxyUyx

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hoidmv1lelem1.a φA
2 hoidmv1lelem1.b φB
3 hoidmv1lelem1.l φA<B
4 hoidmv1lelem1.c φC:
5 hoidmv1lelem1.d φD:
6 hoidmv1lelem1.r φsum^jvolCjDj
7 hoidmv1lelem1.u U=zAB|zAsum^jvolCjifDjzDjz
8 hoidmv1lelem1.s S=supU<
9 ssrab2 zAB|zAsum^jvolCjifDjzDjzAB
10 7 9 eqsstri UAB
11 10 a1i φUAB
12 1 rexrd φA*
13 2 rexrd φB*
14 1 2 3 ltled φAB
15 lbicc2 A*B*ABAAB
16 12 13 14 15 syl3anc φAAB
17 1 recnd φA
18 17 subidd φAA=0
19 nfv jφ
20 nnex V
21 20 a1i φV
22 volf vol:domvol0+∞
23 22 a1i φjvol:domvol0+∞
24 4 ffvelcdmda φjCj
25 5 ffvelcdmda φjDj
26 1 adantr φjA
27 25 26 ifcld φjifDjADjA
28 27 rexrd φjifDjADjA*
29 icombl CjifDjADjA*CjifDjADjAdomvol
30 24 28 29 syl2anc φjCjifDjADjAdomvol
31 23 30 ffvelcdmd φjvolCjifDjADjA0+∞
32 19 21 31 sge0ge0mpt φ0sum^jvolCjifDjADjA
33 18 32 eqbrtrd φAAsum^jvolCjifDjADjA
34 16 33 jca φAABAAsum^jvolCjifDjADjA
35 oveq1 z=AzA=AA
36 breq2 z=ADjzDjA
37 id z=Az=A
38 36 37 ifbieq2d z=AifDjzDjz=ifDjADjA
39 38 oveq2d z=ACjifDjzDjz=CjifDjADjA
40 39 fveq2d z=AvolCjifDjzDjz=volCjifDjADjA
41 40 mpteq2dv z=AjvolCjifDjzDjz=jvolCjifDjADjA
42 41 fveq2d z=Asum^jvolCjifDjzDjz=sum^jvolCjifDjADjA
43 35 42 breq12d z=AzAsum^jvolCjifDjzDjzAAsum^jvolCjifDjADjA
44 43 elrab AzAB|zAsum^jvolCjifDjzDjzAABAAsum^jvolCjifDjADjA
45 34 44 sylibr φAzAB|zAsum^jvolCjifDjzDjz
46 45 7 eleqtrrdi φAU
47 46 ne0d φU
48 1 2 11 47 supicc φsupU<AB
49 8 48 eqeltrid φSAB
50 8 a1i φS=supU<
51 nfv zφ
52 1 2 iccssred φAB
53 11 52 sstrd φU
54 53 sselda φzUz
55 nfv jφzU
56 20 a1i φzUV
57 22 a1i φzUjvol:domvol0+∞
58 24 adantlr φzUjCj
59 25 adantlr φzUjDj
60 54 adantr φzUjz
61 59 60 ifcld φzUjifDjzDjz
62 61 rexrd φzUjifDjzDjz*
63 icombl CjifDjzDjz*CjifDjzDjzdomvol
64 58 62 63 syl2anc φzUjCjifDjzDjzdomvol
65 57 64 ffvelcdmd φzUjvolCjifDjzDjz0+∞
66 55 56 65 sge0xrclmpt φzUsum^jvolCjifDjzDjz*
67 pnfxr +∞*
68 67 a1i φzU+∞*
69 6 rexrd φsum^jvolCjDj*
70 69 adantr φzUsum^jvolCjDj*
71 25 rexrd φjDj*
72 icombl CjDj*CjDjdomvol
73 24 71 72 syl2anc φjCjDjdomvol
74 23 73 ffvelcdmd φjvolCjDj0+∞
75 74 adantlr φzUjvolCjDj0+∞
76 73 adantlr φzUjCjDjdomvol
77 24 rexrd φjCj*
78 77 adantlr φzUjCj*
79 71 adantlr φzUjDj*
80 24 leidd φjCjCj
81 80 adantlr φzUjCjCj
82 min1 DjzifDjzDjzDj
83 59 60 82 syl2anc φzUjifDjzDjzDj
84 icossico Cj*Dj*CjCjifDjzDjzDjCjifDjzDjzCjDj
85 78 79 81 83 84 syl22anc φzUjCjifDjzDjzCjDj
86 volss CjifDjzDjzdomvolCjDjdomvolCjifDjzDjzCjDjvolCjifDjzDjzvolCjDj
87 64 76 85 86 syl3anc φzUjvolCjifDjzDjzvolCjDj
88 55 56 65 75 87 sge0lempt φzUsum^jvolCjifDjzDjzsum^jvolCjDj
89 6 ltpnfd φsum^jvolCjDj<+∞
90 89 adantr φzUsum^jvolCjDj<+∞
91 66 70 68 88 90 xrlelttrd φzUsum^jvolCjifDjzDjz<+∞
92 66 68 91 xrltned φzUsum^jvolCjifDjzDjz+∞
93 92 neneqd φzU¬sum^jvolCjifDjzDjz=+∞
94 eqid jvolCjifDjzDjz=jvolCjifDjzDjz
95 65 94 fmptd φzUjvolCjifDjzDjz:0+∞
96 56 95 sge0repnf φzUsum^jvolCjifDjzDjz¬sum^jvolCjifDjzDjz=+∞
97 93 96 mpbird φzUsum^jvolCjifDjzDjz
98 1 adantr φzUA
99 97 98 readdcld φzUsum^jvolCjifDjzDjz+A
100 52 49 sseldd φS
101 100 adantr φjS
102 25 101 ifcld φjifDjSDjS
103 102 rexrd φjifDjSDjS*
104 icombl CjifDjSDjS*CjifDjSDjSdomvol
105 24 103 104 syl2anc φjCjifDjSDjSdomvol
106 23 105 ffvelcdmd φjvolCjifDjSDjS0+∞
107 19 21 106 sge0xrclmpt φsum^jvolCjifDjSDjS*
108 67 a1i φ+∞*
109 min1 DjSifDjSDjSDj
110 25 101 109 syl2anc φjifDjSDjSDj
111 icossico Cj*Dj*CjCjifDjSDjSDjCjifDjSDjSCjDj
112 77 71 80 110 111 syl22anc φjCjifDjSDjSCjDj
113 volss CjifDjSDjSdomvolCjDjdomvolCjifDjSDjSCjDjvolCjifDjSDjSvolCjDj
114 105 73 112 113 syl3anc φjvolCjifDjSDjSvolCjDj
115 19 21 106 74 114 sge0lempt φsum^jvolCjifDjSDjSsum^jvolCjDj
116 107 69 108 115 89 xrlelttrd φsum^jvolCjifDjSDjS<+∞
117 107 108 116 xrltned φsum^jvolCjifDjSDjS+∞
118 117 neneqd φ¬sum^jvolCjifDjSDjS=+∞
119 eqid jvolCjifDjSDjS=jvolCjifDjSDjS
120 106 119 fmptd φjvolCjifDjSDjS:0+∞
121 21 120 sge0repnf φsum^jvolCjifDjSDjS¬sum^jvolCjifDjSDjS=+∞
122 118 121 mpbird φsum^jvolCjifDjSDjS
123 122 1 readdcld φsum^jvolCjifDjSDjS+A
124 123 adantr φzUsum^jvolCjifDjSDjS+A
125 7 eleq2i zUzzAB|zAsum^jvolCjifDjzDjz
126 125 biimpi zUzzAB|zAsum^jvolCjifDjzDjz
127 126 adantl φzUzzAB|zAsum^jvolCjifDjzDjz
128 rabid zzAB|zAsum^jvolCjifDjzDjzzABzAsum^jvolCjifDjzDjz
129 127 128 sylib φzUzABzAsum^jvolCjifDjzDjz
130 129 simprd φzUzAsum^jvolCjifDjzDjz
131 54 98 97 lesubaddd φzUzAsum^jvolCjifDjzDjzzsum^jvolCjifDjzDjz+A
132 130 131 mpbid φzUzsum^jvolCjifDjzDjz+A
133 122 adantr φzUsum^jvolCjifDjSDjS
134 106 adantlr φzUjvolCjifDjSDjS0+∞
135 105 adantlr φzUjCjifDjSDjSdomvol
136 103 adantlr φzUjifDjSDjS*
137 61 adantr φzUjDjzifDjzDjz
138 eqidd φzUjDjzDj=Dj
139 iftrue DjzifDjzDjz=Dj
140 139 adantl φzUjDjzifDjzDjz=Dj
141 59 adantr φzUjDjzDj
142 60 adantr φzUjDjzz
143 100 ad3antrrr φzUjDjzS
144 simpr φzUjDjzDjz
145 53 adantr φzUU
146 47 adantr φzUU
147 1 2 jca φAB
148 iccsupr ABUABAUUUxyUyx
149 147 11 46 148 syl3anc φUUxyUyx
150 149 simp3d φxyUyx
151 150 adantr φzUxyUyx
152 127 125 sylibr φzUzU
153 suprub UUxyUyxzUzsupU<
154 145 146 151 152 153 syl31anc φzUzsupU<
155 154 8 breqtrrdi φzUzS
156 155 ad2antrr φzUjDjzzS
157 141 142 143 144 156 letrd φzUjDjzDjS
158 157 iftrued φzUjDjzifDjSDjS=Dj
159 138 140 158 3eqtr4d φzUjDjzifDjzDjz=ifDjSDjS
160 137 159 eqled φzUjDjzifDjzDjzifDjSDjS
161 60 adantr φzUj¬Djzz
162 59 adantr φzUj¬DjzDj
163 simpr φzUj¬Djz¬Djz
164 161 162 ltnled φzUj¬Djzz<Dj¬Djz
165 163 164 mpbird φzUj¬Djzz<Dj
166 161 162 165 ltled φzUj¬DjzzDj
167 166 adantr φzUj¬DjzDjSzDj
168 iffalse ¬DjzifDjzDjz=z
169 168 ad2antlr φzUj¬DjzDjSifDjzDjz=z
170 iftrue DjSifDjSDjS=Dj
171 170 adantl φzUj¬DjzDjSifDjSDjS=Dj
172 169 171 breq12d φzUj¬DjzDjSifDjzDjzifDjSDjSzDj
173 167 172 mpbird φzUj¬DjzDjSifDjzDjzifDjSDjS
174 155 ad3antrrr φzUj¬Djz¬DjSzS
175 168 ad2antlr φzUj¬Djz¬DjSifDjzDjz=z
176 iffalse ¬DjSifDjSDjS=S
177 176 adantl φzUj¬Djz¬DjSifDjSDjS=S
178 175 177 breq12d φzUj¬Djz¬DjSifDjzDjzifDjSDjSzS
179 174 178 mpbird φzUj¬Djz¬DjSifDjzDjzifDjSDjS
180 173 179 pm2.61dan φzUj¬DjzifDjzDjzifDjSDjS
181 160 180 pm2.61dan φzUjifDjzDjzifDjSDjS
182 icossico Cj*ifDjSDjS*CjCjifDjzDjzifDjSDjSCjifDjzDjzCjifDjSDjS
183 78 136 81 181 182 syl22anc φzUjCjifDjzDjzCjifDjSDjS
184 volss CjifDjzDjzdomvolCjifDjSDjSdomvolCjifDjzDjzCjifDjSDjSvolCjifDjzDjzvolCjifDjSDjS
185 64 135 183 184 syl3anc φzUjvolCjifDjzDjzvolCjifDjSDjS
186 55 56 65 134 185 sge0lempt φzUsum^jvolCjifDjzDjzsum^jvolCjifDjSDjS
187 97 133 98 186 leadd1dd φzUsum^jvolCjifDjzDjz+Asum^jvolCjifDjSDjS+A
188 54 99 124 132 187 letrd φzUzsum^jvolCjifDjSDjS+A
189 188 ex φzUzsum^jvolCjifDjSDjS+A
190 51 189 ralrimi φzUzsum^jvolCjifDjSDjS+A
191 suprleub UUxyUyxsum^jvolCjifDjSDjS+AsupU<sum^jvolCjifDjSDjS+AzUzsum^jvolCjifDjSDjS+A
192 53 47 150 123 191 syl31anc φsupU<sum^jvolCjifDjSDjS+AzUzsum^jvolCjifDjSDjS+A
193 190 192 mpbird φsupU<sum^jvolCjifDjSDjS+A
194 50 193 eqbrtrd φSsum^jvolCjifDjSDjS+A
195 100 1 122 lesubaddd φSAsum^jvolCjifDjSDjSSsum^jvolCjifDjSDjS+A
196 194 195 mpbird φSAsum^jvolCjifDjSDjS
197 49 196 jca φSABSAsum^jvolCjifDjSDjS
198 oveq1 z=SzA=SA
199 breq2 z=SDjzDjS
200 id z=Sz=S
201 199 200 ifbieq2d z=SifDjzDjz=ifDjSDjS
202 201 oveq2d z=SCjifDjzDjz=CjifDjSDjS
203 202 fveq2d z=SvolCjifDjzDjz=volCjifDjSDjS
204 203 mpteq2dv z=SjvolCjifDjzDjz=jvolCjifDjSDjS
205 204 fveq2d z=Ssum^jvolCjifDjzDjz=sum^jvolCjifDjSDjS
206 198 205 breq12d z=SzAsum^jvolCjifDjzDjzSAsum^jvolCjifDjSDjS
207 206 elrab SzAB|zAsum^jvolCjifDjzDjzSABSAsum^jvolCjifDjSDjS
208 197 207 sylibr φSzAB|zAsum^jvolCjifDjzDjz
209 208 7 eleqtrrdi φSU
210 209 46 150 3jca φSUAUxyUyx