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Theorem infleinflem2

Description: Lemma for infleinf , when inf ( B , RR* , < ) = -oo . (Contributed by Glauco Siliprandi, 3-Mar-2021)

Ref Expression
Hypotheses infleinflem2.a ⊢ φ → A ⊆ ℝ *
infleinflem2.b ⊢ φ → B ⊆ ℝ *
infleinflem2.r ⊢ φ → R ∈ ℝ
infleinflem2.x ⊢ φ → X ∈ B
infleinflem2.t ⊢ φ → X < R − 2
infleinflem2.z ⊢ φ → Z ∈ A
infleinflem2.l ⊢ φ → Z ≤ X + 𝑒 1
Assertion infleinflem2 ⊢ φ → Z < R

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 infleinflem2.a ⊢ φ → A ⊆ ℝ *
2 infleinflem2.b ⊢ φ → B ⊆ ℝ *
3 infleinflem2.r ⊢ φ → R ∈ ℝ
4 infleinflem2.x ⊢ φ → X ∈ B
5 infleinflem2.t ⊢ φ → X < R − 2
6 infleinflem2.z ⊢ φ → Z ∈ A
7 infleinflem2.l ⊢ φ → Z ≤ X + 𝑒 1
8 3 adantr ⊢ φ ∧ Z = −∞ → R ∈ ℝ
9 simpr ⊢ φ ∧ Z = −∞ → Z = −∞
10 simpr ⊢ R ∈ ℝ ∧ Z = −∞ → Z = −∞
11 mnflt ⊢ R ∈ ℝ → −∞ < R
12 11 adantr ⊢ R ∈ ℝ ∧ Z = −∞ → −∞ < R
13 10 12 eqbrtrd ⊢ R ∈ ℝ ∧ Z = −∞ → Z < R
14 8 9 13 syl2anc ⊢ φ ∧ Z = −∞ → Z < R
15 simpl ⊢ φ ∧ ¬ Z = −∞ → φ
16 neqne ⊢ ¬ Z = −∞ → Z ≠ −∞
17 16 adantl ⊢ φ ∧ ¬ Z = −∞ → Z ≠ −∞
18 3 adantr ⊢ φ ∧ Z ≠ −∞ → R ∈ ℝ
19 id ⊢ φ → φ
20 2 sselda ⊢ φ ∧ X ∈ B → X ∈ ℝ *
21 19 4 20 syl2anc ⊢ φ → X ∈ ℝ *
22 21 adantr ⊢ φ ∧ Z ≠ −∞ → X ∈ ℝ *
23 1 sselda ⊢ φ ∧ Z ∈ A → Z ∈ ℝ *
24 19 6 23 syl2anc ⊢ φ → Z ∈ ℝ *
25 24 adantr ⊢ φ ∧ Z ≠ −∞ → Z ∈ ℝ *
26 simpr ⊢ φ ∧ Z ≠ −∞ → Z ≠ −∞
27 pnfxr ⊢ +∞ ∈ ℝ *
28 27 a1i ⊢ φ → +∞ ∈ ℝ *
29 peano2rem ⊢ R ∈ ℝ → R − 1 ∈ ℝ
30 29 rexrd ⊢ R ∈ ℝ → R − 1 ∈ ℝ *
31 3 30 syl ⊢ φ → R − 1 ∈ ℝ *
32 2 4 sseldd ⊢ φ → X ∈ ℝ *
33 id ⊢ X ∈ ℝ * → X ∈ ℝ *
34 1xr ⊢ 1 ∈ ℝ *
35 34 a1i ⊢ X ∈ ℝ * → 1 ∈ ℝ *
36 33 35 xaddcld ⊢ X ∈ ℝ * → X + 𝑒 1 ∈ ℝ *
37 32 36 syl ⊢ φ → X + 𝑒 1 ∈ ℝ *
38 oveq1 ⊢ X = −∞ → X + 𝑒 1 = −∞ + 𝑒 1
39 1re ⊢ 1 ∈ ℝ
40 renepnf ⊢ 1 ∈ ℝ → 1 ≠ +∞
41 39 40 ax-mp ⊢ 1 ≠ +∞
42 xaddmnf2 ⊢ 1 ∈ ℝ * ∧ 1 ≠ +∞ → −∞ + 𝑒 1 = −∞
43 34 41 42 mp2an ⊢ −∞ + 𝑒 1 = −∞
44 43 a1i ⊢ X = −∞ → −∞ + 𝑒 1 = −∞
45 38 44 eqtrd ⊢ X = −∞ → X + 𝑒 1 = −∞
46 45 adantl ⊢ R ∈ ℝ ∧ X = −∞ → X + 𝑒 1 = −∞
47 29 mnfltd ⊢ R ∈ ℝ → −∞ < R − 1
48 47 adantr ⊢ R ∈ ℝ ∧ X = −∞ → −∞ < R − 1
49 46 48 eqbrtrd ⊢ R ∈ ℝ ∧ X = −∞ → X + 𝑒 1 < R − 1
50 49 adantlr ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X = −∞ → X + 𝑒 1 < R − 1
51 50 3adantl3 ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X < R − 2 ∧ X = −∞ → X + 𝑒 1 < R − 1
52 simpl ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X < R − 2 ∧ ¬ X = −∞ → R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X < R − 2
53 simpl2 ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X < R − 2 ∧ ¬ X = −∞ → X ∈ ℝ *
54 neqne ⊢ ¬ X = −∞ → X ≠ −∞
55 54 adantl ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X < R − 2 ∧ ¬ X = −∞ → X ≠ −∞
56 simp2 ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X < R − 2 → X ∈ ℝ *
57 27 a1i ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X < R − 2 → +∞ ∈ ℝ *
58 id ⊢ R ∈ ℝ → R ∈ ℝ
59 2re ⊢ 2 ∈ ℝ
60 59 a1i ⊢ R ∈ ℝ → 2 ∈ ℝ
61 58 60 resubcld ⊢ R ∈ ℝ → R − 2 ∈ ℝ
62 61 rexrd ⊢ R ∈ ℝ → R − 2 ∈ ℝ *
63 62 3ad2ant1 ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X < R − 2 → R − 2 ∈ ℝ *
64 simp3 ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X < R − 2 → X < R − 2
65 61 ltpnfd ⊢ R ∈ ℝ → R − 2 < +∞
66 65 3ad2ant1 ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X < R − 2 → R − 2 < +∞
67 56 63 57 64 66 xrlttrd ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X < R − 2 → X < +∞
68 56 57 67 xrltned ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X < R − 2 → X ≠ +∞
69 68 adantr ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X < R − 2 ∧ ¬ X = −∞ → X ≠ +∞
70 53 55 69 xrred ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X < R − 2 ∧ ¬ X = −∞ → X ∈ ℝ
71 id ⊢ X ∈ ℝ → X ∈ ℝ
72 71 ad2antlr ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 → X ∈ ℝ
73 61 ad2antrr ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 → R − 2 ∈ ℝ
74 1red ⊢ X ∈ ℝ → 1 ∈ ℝ
75 72 74 syl ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 → 1 ∈ ℝ
76 simpr ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 → X < R − 2
77 72 73 75 76 ltadd1dd ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 → X + 1 < R - 2 + 1
78 recn ⊢ R ∈ ℝ → R ∈ ℂ
79 id ⊢ R ∈ ℂ → R ∈ ℂ
80 2cnd ⊢ R ∈ ℂ → 2 ∈ ℂ
81 1cnd ⊢ R ∈ ℂ → 1 ∈ ℂ
82 79 80 81 subsubd ⊢ R ∈ ℂ → R − 2 − 1 = R - 2 + 1
83 2m1e1 ⊢ 2 − 1 = 1
84 83 oveq2i ⊢ R − 2 − 1 = R − 1
85 84 a1i ⊢ R ∈ ℂ → R − 2 − 1 = R − 1
86 82 85 eqtr3d ⊢ R ∈ ℂ → R - 2 + 1 = R − 1
87 78 86 syl ⊢ R ∈ ℝ → R - 2 + 1 = R − 1
88 87 ad2antrr ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 → R - 2 + 1 = R − 1
89 77 88 breqtrd ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 → X + 1 < R − 1
90 71 74 rexaddd ⊢ X ∈ ℝ → X + 𝑒 1 = X + 1
91 90 breq1d ⊢ X ∈ ℝ → X + 𝑒 1 < R − 1 ↔ X + 1 < R − 1
92 91 ad2antlr ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 → X + 𝑒 1 < R − 1 ↔ X + 1 < R − 1
93 89 92 mpbird ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 → X + 𝑒 1 < R − 1
94 93 an32s ⊢ R ∈ ℝ ∧ X < R − 2 ∧ X ∈ ℝ → X + 𝑒 1 < R − 1
95 94 3adantl2 ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X < R − 2 ∧ X ∈ ℝ → X + 𝑒 1 < R − 1
96 52 70 95 syl2anc ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X < R − 2 ∧ ¬ X = −∞ → X + 𝑒 1 < R − 1
97 51 96 pm2.61dan ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ X < R − 2 → X + 𝑒 1 < R − 1
98 3 32 5 97 syl3anc ⊢ φ → X + 𝑒 1 < R − 1
99 24 37 31 7 98 xrlelttrd ⊢ φ → Z < R − 1
100 29 ltpnfd ⊢ R ∈ ℝ → R − 1 < +∞
101 3 100 syl ⊢ φ → R − 1 < +∞
102 24 31 28 99 101 xrlttrd ⊢ φ → Z < +∞
103 24 28 102 xrltned ⊢ φ → Z ≠ +∞
104 103 adantr ⊢ φ ∧ Z ≠ −∞ → Z ≠ +∞
105 25 26 104 xrred ⊢ φ ∧ Z ≠ −∞ → Z ∈ ℝ
106 7 adantr ⊢ φ ∧ Z ≠ −∞ → Z ≤ X + 𝑒 1
107 simpl3 ⊢ Z ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ Z ≤ X + 𝑒 1 ∧ X = −∞ → Z ≤ X + 𝑒 1
108 45 adantl ⊢ Z ∈ ℝ ∧ X = −∞ → X + 𝑒 1 = −∞
109 mnflt ⊢ Z ∈ ℝ → −∞ < Z
110 109 adantr ⊢ Z ∈ ℝ ∧ X = −∞ → −∞ < Z
111 108 110 eqbrtrd ⊢ Z ∈ ℝ ∧ X = −∞ → X + 𝑒 1 < Z
112 mnfxr ⊢ −∞ ∈ ℝ *
113 108 112 eqeltrdi ⊢ Z ∈ ℝ ∧ X = −∞ → X + 𝑒 1 ∈ ℝ *
114 rexr ⊢ Z ∈ ℝ → Z ∈ ℝ *
115 114 adantr ⊢ Z ∈ ℝ ∧ X = −∞ → Z ∈ ℝ *
116 113 115 xrltnled ⊢ Z ∈ ℝ ∧ X = −∞ → X + 𝑒 1 < Z ↔ ¬ Z ≤ X + 𝑒 1
117 111 116 mpbid ⊢ Z ∈ ℝ ∧ X = −∞ → ¬ Z ≤ X + 𝑒 1
118 117 3ad2antl1 ⊢ Z ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ Z ≤ X + 𝑒 1 ∧ X = −∞ → ¬ Z ≤ X + 𝑒 1
119 107 118 pm2.65da ⊢ Z ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ Z ≤ X + 𝑒 1 → ¬ X = −∞
120 119 neqned ⊢ Z ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ * ∧ Z ≤ X + 𝑒 1 → X ≠ −∞
121 105 22 106 120 syl3anc ⊢ φ ∧ Z ≠ −∞ → X ≠ −∞
122 3 21 5 68 syl3anc ⊢ φ → X ≠ +∞
123 122 adantr ⊢ φ ∧ Z ≠ −∞ → X ≠ +∞
124 22 121 123 xrred ⊢ φ ∧ Z ≠ −∞ → X ∈ ℝ
125 5 adantr ⊢ φ ∧ Z ≠ −∞ → X < R − 2
126 18 124 125 jca31 ⊢ φ ∧ Z ≠ −∞ → R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2
127 simplr ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 ∧ Z ∈ ℝ ∧ Z ≤ X + 𝑒 1 → Z ∈ ℝ
128 simp-4r ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 ∧ Z ∈ ℝ ∧ Z ≤ X + 𝑒 1 → X ∈ ℝ
129 71 74 readdcld ⊢ X ∈ ℝ → X + 1 ∈ ℝ
130 90 129 eqeltrd ⊢ X ∈ ℝ → X + 𝑒 1 ∈ ℝ
131 128 130 syl ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 ∧ Z ∈ ℝ ∧ Z ≤ X + 𝑒 1 → X + 𝑒 1 ∈ ℝ
132 58 ad4antr ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 ∧ Z ∈ ℝ ∧ Z ≤ X + 𝑒 1 → R ∈ ℝ
133 simpr ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 ∧ Z ∈ ℝ ∧ Z ≤ X + 𝑒 1 → Z ≤ X + 𝑒 1
134 130 ad3antlr ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 ∧ Z ∈ ℝ → X + 𝑒 1 ∈ ℝ
135 29 ad3antrrr ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 ∧ Z ∈ ℝ → R − 1 ∈ ℝ
136 58 ad3antrrr ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 ∧ Z ∈ ℝ → R ∈ ℝ
137 93 adantr ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 ∧ Z ∈ ℝ → X + 𝑒 1 < R − 1
138 136 ltm1d ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 ∧ Z ∈ ℝ → R − 1 < R
139 134 135 136 137 138 lttrd ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 ∧ Z ∈ ℝ → X + 𝑒 1 < R
140 139 adantr ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 ∧ Z ∈ ℝ ∧ Z ≤ X + 𝑒 1 → X + 𝑒 1 < R
141 127 131 132 133 140 lelttrd ⊢ R ∈ ℝ ∧ X ∈ ℝ ∧ X < R − 2 ∧ Z ∈ ℝ ∧ Z ≤ X + 𝑒 1 → Z < R
142 126 105 106 141 syl21anc ⊢ φ ∧ Z ≠ −∞ → Z < R
143 15 17 142 syl2anc ⊢ φ ∧ ¬ Z = −∞ → Z < R
144 14 143 pm2.61dan ⊢ φ → Z < R