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Theorem nosupbnd1

Description: Bounding law from below for the surreal supremum. Proposition 4.2 of Lipparini p. 6. (Contributed by Scott Fenton, 6-Dec-2021)

Ref Expression
Hypothesis nosupbnd1.1 S = if x A y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 g y | u A y dom u v A ¬ v < s u u suc y = v suc y ι x | u A g dom u v A ¬ v < s u u suc g = v suc g u g = x
Assertion nosupbnd1 A No A V U A U dom S < s S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nosupbnd1.1 S = if x A y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 g y | u A y dom u v A ¬ v < s u u suc y = v suc y ι x | u A g dom u v A ¬ v < s u u suc g = v suc g u g = x
2 simpr3 x A y A ¬ x < s y A No A V U A U A
3 nfv x A No A V U A
4 nfcv _ x A
5 nfriota1 _ x ι x A | y A ¬ x < s y
6 nfcv _ x < s
7 nfcv _ x y
8 5 6 7 nfbr x ι x A | y A ¬ x < s y < s y
9 8 nfn x ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s y
10 4 9 nfralw x y A ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s y
11 3 10 nfim x A No A V U A y A ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s y
12 simpl x A y A ¬ x < s y A No A V U A x A y A ¬ x < s y
13 rspe x A y A ¬ x < s y x A y A ¬ x < s y
14 13 adantr x A y A ¬ x < s y A No A V U A x A y A ¬ x < s y
15 nomaxmo A No * x A y A ¬ x < s y
16 15 3ad2ant1 A No A V U A * x A y A ¬ x < s y
17 16 adantl x A y A ¬ x < s y A No A V U A * x A y A ¬ x < s y
18 reu5 ∃! x A y A ¬ x < s y x A y A ¬ x < s y * x A y A ¬ x < s y
19 14 17 18 sylanbrc x A y A ¬ x < s y A No A V U A ∃! x A y A ¬ x < s y
20 riota1 ∃! x A y A ¬ x < s y x A y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y = x
21 19 20 syl x A y A ¬ x < s y A No A V U A x A y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y = x
22 12 21 mpbid x A y A ¬ x < s y A No A V U A ι x A | y A ¬ x < s y = x
23 simplr x A y A ¬ x < s y A No A V U A y A ¬ x < s y
24 nfra1 y y A ¬ x < s y
25 nfcv _ y A
26 24 25 nfriota _ y ι x A | y A ¬ x < s y
27 nfcv _ y x
28 26 27 nfeq y ι x A | y A ¬ x < s y = x
29 breq1 ι x A | y A ¬ x < s y = x ι x A | y A ¬ x < s y < s y x < s y
30 29 notbid ι x A | y A ¬ x < s y = x ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s y ¬ x < s y
31 28 30 ralbid ι x A | y A ¬ x < s y = x y A ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s y y A ¬ x < s y
32 31 biimprd ι x A | y A ¬ x < s y = x y A ¬ x < s y y A ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s y
33 22 23 32 sylc x A y A ¬ x < s y A No A V U A y A ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s y
34 33 exp31 x A y A ¬ x < s y A No A V U A y A ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s y
35 11 34 rexlimi x A y A ¬ x < s y A No A V U A y A ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s y
36 35 imp x A y A ¬ x < s y A No A V U A y A ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s y
37 nfcv _ y < s
38 nfcv _ y U
39 26 37 38 nfbr y ι x A | y A ¬ x < s y < s U
40 39 nfn y ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s U
41 breq2 y = U ι x A | y A ¬ x < s y < s y ι x A | y A ¬ x < s y < s U
42 41 notbid y = U ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s y ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s U
43 40 42 rspc U A y A ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s y ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s U
44 2 36 43 sylc x A y A ¬ x < s y A No A V U A ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s U
45 simpr1 x A y A ¬ x < s y A No A V U A A No
46 simpl x A y A ¬ x < s y A No A V U A x A y A ¬ x < s y
47 16 adantl x A y A ¬ x < s y A No A V U A * x A y A ¬ x < s y
48 46 47 18 sylanbrc x A y A ¬ x < s y A No A V U A ∃! x A y A ¬ x < s y
49 riotacl ∃! x A y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y A
50 48 49 syl x A y A ¬ x < s y A No A V U A ι x A | y A ¬ x < s y A
51 45 50 sseldd x A y A ¬ x < s y A No A V U A ι x A | y A ¬ x < s y No
52 nofun ι x A | y A ¬ x < s y No Fun ι x A | y A ¬ x < s y
53 funrel Fun ι x A | y A ¬ x < s y Rel ι x A | y A ¬ x < s y
54 51 52 53 3syl x A y A ¬ x < s y A No A V U A Rel ι x A | y A ¬ x < s y
55 sssucid dom ι x A | y A ¬ x < s y suc dom ι x A | y A ¬ x < s y
56 relssres Rel ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y suc dom ι x A | y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y suc dom ι x A | y A ¬ x < s y = ι x A | y A ¬ x < s y
57 54 55 56 sylancl x A y A ¬ x < s y A No A V U A ι x A | y A ¬ x < s y suc dom ι x A | y A ¬ x < s y = ι x A | y A ¬ x < s y
58 57 breq1d x A y A ¬ x < s y A No A V U A ι x A | y A ¬ x < s y suc dom ι x A | y A ¬ x < s y < s U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y < s U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y
59 45 2 sseldd x A y A ¬ x < s y A No A V U A U No
60 nodmon ι x A | y A ¬ x < s y No dom ι x A | y A ¬ x < s y On
61 51 60 syl x A y A ¬ x < s y A No A V U A dom ι x A | y A ¬ x < s y On
62 sucelon dom ι x A | y A ¬ x < s y On suc dom ι x A | y A ¬ x < s y On
63 61 62 sylib x A y A ¬ x < s y A No A V U A suc dom ι x A | y A ¬ x < s y On
64 sltres ι x A | y A ¬ x < s y No U No suc dom ι x A | y A ¬ x < s y On ι x A | y A ¬ x < s y suc dom ι x A | y A ¬ x < s y < s U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y < s U
65 51 59 63 64 syl3anc x A y A ¬ x < s y A No A V U A ι x A | y A ¬ x < s y suc dom ι x A | y A ¬ x < s y < s U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y < s U
66 58 65 sylbird x A y A ¬ x < s y A No A V U A ι x A | y A ¬ x < s y < s U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y < s U
67 44 66 mtod x A y A ¬ x < s y A No A V U A ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y
68 noextendgt ι x A | y A ¬ x < s y No ι x A | y A ¬ x < s y < s ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
69 51 68 syl x A y A ¬ x < s y A No A V U A ι x A | y A ¬ x < s y < s ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
70 noreson U No suc dom ι x A | y A ¬ x < s y On U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y No
71 59 63 70 syl2anc x A y A ¬ x < s y A No A V U A U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y No
72 2on 2 𝑜 On
73 72 elexi 2 𝑜 V
74 73 prid2 2 𝑜 1 𝑜 2 𝑜
75 74 noextend ι x A | y A ¬ x < s y No ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 No
76 51 75 syl x A y A ¬ x < s y A No A V U A ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 No
77 sltso < s Or No
78 sotr2 < s Or No U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y No ι x A | y A ¬ x < s y No ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 No ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y < s ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y < s ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
79 77 78 mpan U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y No ι x A | y A ¬ x < s y No ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 No ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y < s ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y < s ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
80 71 51 76 79 syl3anc x A y A ¬ x < s y A No A V U A ¬ ι x A | y A ¬ x < s y < s U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y < s ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y < s ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
81 67 69 80 mp2and x A y A ¬ x < s y A No A V U A U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y < s ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
82 iftrue x A y A ¬ x < s y if x A y A ¬ x < s y ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 g y | u A y dom u v A ¬ v < s u u suc y = v suc y ι x | u A g dom u v A ¬ v < s u u suc g = v suc g u g = x = ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
83 1 82 syl5eq x A y A ¬ x < s y S = ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
84 83 dmeqd x A y A ¬ x < s y dom S = dom ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
85 73 dmsnop dom dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 = dom ι x A | y A ¬ x < s y
86 85 uneq2i dom ι x A | y A ¬ x < s y dom dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 = dom ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y
87 dmun dom ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 = dom ι x A | y A ¬ x < s y dom dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
88 df-suc suc dom ι x A | y A ¬ x < s y = dom ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y
89 86 87 88 3eqtr4i dom ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜 = suc dom ι x A | y A ¬ x < s y
90 84 89 eqtrdi x A y A ¬ x < s y dom S = suc dom ι x A | y A ¬ x < s y
91 90 adantr x A y A ¬ x < s y A No A V U A dom S = suc dom ι x A | y A ¬ x < s y
92 91 reseq2d x A y A ¬ x < s y A No A V U A U dom S = U suc dom ι x A | y A ¬ x < s y
93 83 adantr x A y A ¬ x < s y A No A V U A S = ι x A | y A ¬ x < s y dom ι x A | y A ¬ x < s y 2 𝑜
94 81 92 93 3brtr4d x A y A ¬ x < s y A No A V U A U dom S < s S
95 simpl ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V U A ¬ x A y A ¬ x < s y
96 simpr1 ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V U A A No
97 simpr2 ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V U A A V
98 simpr3 ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V U A U A
99 1 nosupbnd1lem6 ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V U A U dom S < s S
100 95 96 97 98 99 syl121anc ¬ x A y A ¬ x < s y A No A V U A U dom S < s S
101 94 100 pm2.61ian A No A V U A U dom S < s S