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Theorem pimltmnf2f

Description: Given a real-valued function, the preimage of an open interval, unbounded below, with upper bound -oo , is the empty set. (Contributed by Glauco Siliprandi, 15-Dec-2024)

Ref Expression
Hypotheses pimltmnf2f.1 ⊢ Ⅎ _ x F
pimltmnf2f.2 ⊢ Ⅎ _ x A
pimltmnf2f.3 ⊢ φ → F : A ⟶ ℝ
Assertion pimltmnf2f ⊢ φ → x ∈ A | F ⁡ x < −∞ = ∅

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pimltmnf2f.1 ⊢ Ⅎ _ x F
2 pimltmnf2f.2 ⊢ Ⅎ _ x A
3 pimltmnf2f.3 ⊢ φ → F : A ⟶ ℝ
4 nfcv ⊢ Ⅎ _ y A
5 nfv ⊢ Ⅎ y F ⁡ x < −∞
6 nfcv ⊢ Ⅎ _ x y
7 1 6 nffv ⊢ Ⅎ _ x F ⁡ y
8 nfcv ⊢ Ⅎ _ x <
9 nfcv ⊢ Ⅎ _ x −∞
10 7 8 9 nfbr ⊢ Ⅎ x F ⁡ y < −∞
11 fveq2 ⊢ x = y → F ⁡ x = F ⁡ y
12 11 breq1d ⊢ x = y → F ⁡ x < −∞ ↔ F ⁡ y < −∞
13 2 4 5 10 12 cbvrabw ⊢ x ∈ A | F ⁡ x < −∞ = y ∈ A | F ⁡ y < −∞
14 3 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ y ∈ A → F ⁡ y ∈ ℝ
15 14 rexrd ⊢ φ ∧ y ∈ A → F ⁡ y ∈ ℝ *
16 15 mnfled ⊢ φ ∧ y ∈ A → −∞ ≤ F ⁡ y
17 mnfxr ⊢ −∞ ∈ ℝ *
18 17 a1i ⊢ φ ∧ y ∈ A → −∞ ∈ ℝ *
19 18 15 xrlenltd ⊢ φ ∧ y ∈ A → −∞ ≤ F ⁡ y ↔ ¬ F ⁡ y < −∞
20 16 19 mpbid ⊢ φ ∧ y ∈ A → ¬ F ⁡ y < −∞
21 20 ralrimiva ⊢ φ → ∀ y ∈ A ¬ F ⁡ y < −∞
22 rabeq0 ⊢ y ∈ A | F ⁡ y < −∞ = ∅ ↔ ∀ y ∈ A ¬ F ⁡ y < −∞
23 21 22 sylibr ⊢ φ → y ∈ A | F ⁡ y < −∞ = ∅
24 13 23 eqtrid ⊢ φ → x ∈ A | F ⁡ x < −∞ = ∅