Metamath Proof Explorer


Theorem rexanre

Description: Combine two different upper real properties into one. (Contributed by Mario Carneiro, 8-May-2016)

Ref Expression
Assertion rexanre ⊢ A ⊆ ℝ → ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ∧ ψ ↔ ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ∧ ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → ψ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simpl ⊢ φ ∧ ψ → φ
2 1 imim2i ⊢ j ≤ k → φ ∧ ψ → j ≤ k → φ
3 2 ralimi ⊢ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ∧ ψ → ∀ k ∈ A j ≤ k → φ
4 3 reximi ⊢ ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ∧ ψ → ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ
5 simpr ⊢ φ ∧ ψ → ψ
6 5 imim2i ⊢ j ≤ k → φ ∧ ψ → j ≤ k → ψ
7 6 ralimi ⊢ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ∧ ψ → ∀ k ∈ A j ≤ k → ψ
8 7 reximi ⊢ ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ∧ ψ → ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → ψ
9 4 8 jca ⊢ ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ∧ ψ → ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ∧ ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → ψ
10 breq1 ⊢ j = x → j ≤ k ↔ x ≤ k
11 10 imbi1d ⊢ j = x → j ≤ k → φ ↔ x ≤ k → φ
12 11 ralbidv ⊢ j = x → ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ↔ ∀ k ∈ A x ≤ k → φ
13 12 cbvrexvw ⊢ ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ↔ ∃ x ∈ ℝ ∀ k ∈ A x ≤ k → φ
14 breq1 ⊢ j = y → j ≤ k ↔ y ≤ k
15 14 imbi1d ⊢ j = y → j ≤ k → ψ ↔ y ≤ k → ψ
16 15 ralbidv ⊢ j = y → ∀ k ∈ A j ≤ k → ψ ↔ ∀ k ∈ A y ≤ k → ψ
17 16 cbvrexvw ⊢ ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → ψ ↔ ∃ y ∈ ℝ ∀ k ∈ A y ≤ k → ψ
18 13 17 anbi12i ⊢ ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ∧ ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → ψ ↔ ∃ x ∈ ℝ ∀ k ∈ A x ≤ k → φ ∧ ∃ y ∈ ℝ ∀ k ∈ A y ≤ k → ψ
19 reeanv ⊢ ∃ x ∈ ℝ ∃ y ∈ ℝ ∀ k ∈ A x ≤ k → φ ∧ ∀ k ∈ A y ≤ k → ψ ↔ ∃ x ∈ ℝ ∀ k ∈ A x ≤ k → φ ∧ ∃ y ∈ ℝ ∀ k ∈ A y ≤ k → ψ
20 18 19 bitr4i ⊢ ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ∧ ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → ψ ↔ ∃ x ∈ ℝ ∃ y ∈ ℝ ∀ k ∈ A x ≤ k → φ ∧ ∀ k ∈ A y ≤ k → ψ
21 ifcl ⊢ y ∈ ℝ ∧ x ∈ ℝ → if x ≤ y y x ∈ ℝ
22 21 ancoms ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → if x ≤ y y x ∈ ℝ
23 22 adantl ⊢ A ⊆ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → if x ≤ y y x ∈ ℝ
24 r19.26 ⊢ ∀ k ∈ A x ≤ k → φ ∧ y ≤ k → ψ ↔ ∀ k ∈ A x ≤ k → φ ∧ ∀ k ∈ A y ≤ k → ψ
25 anim12 ⊢ x ≤ k → φ ∧ y ≤ k → ψ → x ≤ k ∧ y ≤ k → φ ∧ ψ
26 simplrl ⊢ A ⊆ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ k ∈ A → x ∈ ℝ
27 simplrr ⊢ A ⊆ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ k ∈ A → y ∈ ℝ
28 simpl ⊢ A ⊆ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → A ⊆ ℝ
29 28 sselda ⊢ A ⊆ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ k ∈ A → k ∈ ℝ
30 maxle ⊢ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ k ∈ ℝ → if x ≤ y y x ≤ k ↔ x ≤ k ∧ y ≤ k
31 26 27 29 30 syl3anc ⊢ A ⊆ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ k ∈ A → if x ≤ y y x ≤ k ↔ x ≤ k ∧ y ≤ k
32 31 imbi1d ⊢ A ⊆ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ k ∈ A → if x ≤ y y x ≤ k → φ ∧ ψ ↔ x ≤ k ∧ y ≤ k → φ ∧ ψ
33 25 32 imbitrrid ⊢ A ⊆ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ ∧ k ∈ A → x ≤ k → φ ∧ y ≤ k → ψ → if x ≤ y y x ≤ k → φ ∧ ψ
34 33 ralimdva ⊢ A ⊆ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → ∀ k ∈ A x ≤ k → φ ∧ y ≤ k → ψ → ∀ k ∈ A if x ≤ y y x ≤ k → φ ∧ ψ
35 24 34 biimtrrid ⊢ A ⊆ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → ∀ k ∈ A x ≤ k → φ ∧ ∀ k ∈ A y ≤ k → ψ → ∀ k ∈ A if x ≤ y y x ≤ k → φ ∧ ψ
36 breq1 ⊢ j = if x ≤ y y x → j ≤ k ↔ if x ≤ y y x ≤ k
37 36 rspceaimv ⊢ if x ≤ y y x ∈ ℝ ∧ ∀ k ∈ A if x ≤ y y x ≤ k → φ ∧ ψ → ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ∧ ψ
38 23 35 37 syl6an ⊢ A ⊆ ℝ ∧ x ∈ ℝ ∧ y ∈ ℝ → ∀ k ∈ A x ≤ k → φ ∧ ∀ k ∈ A y ≤ k → ψ → ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ∧ ψ
39 38 rexlimdvva ⊢ A ⊆ ℝ → ∃ x ∈ ℝ ∃ y ∈ ℝ ∀ k ∈ A x ≤ k → φ ∧ ∀ k ∈ A y ≤ k → ψ → ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ∧ ψ
40 20 39 biimtrid ⊢ A ⊆ ℝ → ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ∧ ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → ψ → ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ∧ ψ
41 9 40 impbid2 ⊢ A ⊆ ℝ → ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ∧ ψ ↔ ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → φ ∧ ∃ j ∈ ℝ ∀ k ∈ A j ≤ k → ψ