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Theorem lble

Description: If a set of reals contains a lower bound, the lower bound is less than or equal to all members of the set. (Contributed by NM, 9-Oct-2005) (Proof shortened by Mario Carneiro, 24-Dec-2016)

Ref Expression
Assertion lble ⊢ S ⊆ ℝ ∧ ∃ x ∈ S ∀ y ∈ S x ≤ y ∧ A ∈ S → ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y ≤ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lbreu ⊢ S ⊆ ℝ ∧ ∃ x ∈ S ∀ y ∈ S x ≤ y → ∃! x ∈ S ∀ y ∈ S x ≤ y
2 nfcv ⊢ Ⅎ _ x S
3 nfriota1 ⊢ Ⅎ _ x ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y
4 nfcv ⊢ Ⅎ _ x ≤
5 nfcv ⊢ Ⅎ _ x y
6 3 4 5 nfbr ⊢ Ⅎ x ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y ≤ y
7 2 6 nfralw ⊢ Ⅎ x ∀ y ∈ S ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y ≤ y
8 eqid ⊢ ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y = ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y
9 nfra1 ⊢ Ⅎ y ∀ y ∈ S x ≤ y
10 nfcv ⊢ Ⅎ _ y S
11 9 10 nfriota ⊢ Ⅎ _ y ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y
12 11 nfeq2 ⊢ Ⅎ y x = ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y
13 breq1 ⊢ x = ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y → x ≤ y ↔ ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y ≤ y
14 12 13 ralbid ⊢ x = ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y → ∀ y ∈ S x ≤ y ↔ ∀ y ∈ S ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y ≤ y
15 7 8 14 riotaprop ⊢ ∃! x ∈ S ∀ y ∈ S x ≤ y → ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y ∈ S ∧ ∀ y ∈ S ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y ≤ y
16 1 15 syl ⊢ S ⊆ ℝ ∧ ∃ x ∈ S ∀ y ∈ S x ≤ y → ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y ∈ S ∧ ∀ y ∈ S ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y ≤ y
17 16 simprd ⊢ S ⊆ ℝ ∧ ∃ x ∈ S ∀ y ∈ S x ≤ y → ∀ y ∈ S ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y ≤ y
18 nfcv ⊢ Ⅎ _ y ≤
19 nfcv ⊢ Ⅎ _ y A
20 11 18 19 nfbr ⊢ Ⅎ y ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y ≤ A
21 breq2 ⊢ y = A → ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y ≤ y ↔ ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y ≤ A
22 20 21 rspc ⊢ A ∈ S → ∀ y ∈ S ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y ≤ y → ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y ≤ A
23 17 22 mpan9 ⊢ S ⊆ ℝ ∧ ∃ x ∈ S ∀ y ∈ S x ≤ y ∧ A ∈ S → ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y ≤ A
24 23 3impa ⊢ S ⊆ ℝ ∧ ∃ x ∈ S ∀ y ∈ S x ≤ y ∧ A ∈ S → ι x ∈ S | ∀ y ∈ S x ≤ y ≤ A