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Theorem supadd

Description: The supremum function distributes over addition in a sense similar to that in supmul . (Contributed by Brendan Leahy, 26-Sep-2017)

Ref Expression
Hypotheses supadd.a1 φA
supadd.a2 φA
supadd.a3 φxyAyx
supadd.b1 φB
supadd.b2 φB
supadd.b3 φxyByx
supadd.c C=z|vAbBz=v+b
Assertion supadd φsupA<+supB<=supC<

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 supadd.a1 φA
2 supadd.a2 φA
3 supadd.a3 φxyAyx
4 supadd.b1 φB
5 supadd.b2 φB
6 supadd.b3 φxyByx
7 supadd.c C=z|vAbBz=v+b
8 4 5 6 suprcld φsupB<
9 eqid z|aAz=a+supB<=z|aAz=a+supB<
10 1 2 3 8 9 supaddc φsupA<+supB<=supz|aAz=a+supB<<
11 1 sselda φaAa
12 11 recnd φaAa
13 8 adantr φaAsupB<
14 13 recnd φaAsupB<
15 12 14 addcomd φaAa+supB<=supB<+a
16 15 eqeq2d φaAz=a+supB<z=supB<+a
17 16 rexbidva φaAz=a+supB<aAz=supB<+a
18 17 abbidv φz|aAz=a+supB<=z|aAz=supB<+a
19 18 supeq1d φsupz|aAz=a+supB<<=supz|aAz=supB<+a<
20 10 19 eqtrd φsupA<+supB<=supz|aAz=supB<+a<
21 vex wV
22 eqeq1 z=wz=supB<+aw=supB<+a
23 22 rexbidv z=waAz=supB<+aaAw=supB<+a
24 21 23 elab wz|aAz=supB<+aaAw=supB<+a
25 4 adantr φaAB
26 5 adantr φaAB
27 6 adantr φaAxyByx
28 eqid z|bBz=b+a=z|bBz=b+a
29 25 26 27 11 28 supaddc φaAsupB<+a=supz|bBz=b+a<
30 4 sselda φbBb
31 30 adantlr φaAbBb
32 31 recnd φaAbBb
33 11 adantr φaAbBa
34 33 recnd φaAbBa
35 32 34 addcomd φaAbBb+a=a+b
36 35 eqeq2d φaAbBz=b+az=a+b
37 36 rexbidva φaAbBz=b+abBz=a+b
38 37 abbidv φaAz|bBz=b+a=z|bBz=a+b
39 38 supeq1d φaAsupz|bBz=b+a<=supz|bBz=a+b<
40 29 39 eqtrd φaAsupB<+a=supz|bBz=a+b<
41 eqeq1 z=wz=a+bw=a+b
42 41 rexbidv z=wbBz=a+bbBw=a+b
43 21 42 elab wz|bBz=a+bbBw=a+b
44 rspe aAbBw=a+baAbBw=a+b
45 oveq1 v=av+b=a+b
46 45 eqeq2d v=az=v+bz=a+b
47 46 rexbidv v=abBz=v+bbBz=a+b
48 47 cbvrexvw vAbBz=v+baAbBz=a+b
49 41 2rexbidv z=waAbBz=a+baAbBw=a+b
50 48 49 bitrid z=wvAbBz=v+baAbBw=a+b
51 21 50 7 elab2 wCaAbBw=a+b
52 44 51 sylibr aAbBw=a+bwC
53 52 ex aAbBw=a+bwC
54 1 sseld φaAa
55 4 sseld φbBb
56 54 55 anim12d φaAbBab
57 readdcl aba+b
58 56 57 syl6 φaAbBa+b
59 eleq1a a+bw=a+bw
60 58 59 syl6 φaAbBw=a+bw
61 60 rexlimdvv φaAbBw=a+bw
62 51 61 biimtrid φwCw
63 62 ssrdv φC
64 ovex a+bV
65 64 isseti ww=a+b
66 65 rgenw bBww=a+b
67 r19.2z BbBww=a+bbBww=a+b
68 5 66 67 sylancl φbBww=a+b
69 rexcom4 bBww=a+bwbBw=a+b
70 68 69 sylib φwbBw=a+b
71 70 ralrimivw φaAwbBw=a+b
72 r19.2z AaAwbBw=a+baAwbBw=a+b
73 2 71 72 syl2anc φaAwbBw=a+b
74 rexcom4 aAwbBw=a+bwaAbBw=a+b
75 73 74 sylib φwaAbBw=a+b
76 n0 CwwC
77 51 exbii wwCwaAbBw=a+b
78 76 77 bitri CwaAbBw=a+b
79 75 78 sylibr φC
80 1 2 3 suprcld φsupA<
81 80 8 readdcld φsupA<+supB<
82 11 adantrr φaAbBa
83 30 adantrl φaAbBb
84 80 adantr φaAbBsupA<
85 8 adantr φaAbBsupB<
86 1 2 3 3jca φAAxyAyx
87 suprub AAxyAyxaAasupA<
88 86 87 sylan φaAasupA<
89 88 adantrr φaAbBasupA<
90 4 5 6 3jca φBBxyByx
91 suprub BBxyByxbBbsupB<
92 90 91 sylan φbBbsupB<
93 92 adantrl φaAbBbsupB<
94 82 83 84 85 89 93 le2addd φaAbBa+bsupA<+supB<
95 94 ex φaAbBa+bsupA<+supB<
96 breq1 w=a+bwsupA<+supB<a+bsupA<+supB<
97 96 biimprcd a+bsupA<+supB<w=a+bwsupA<+supB<
98 95 97 syl6 φaAbBw=a+bwsupA<+supB<
99 98 rexlimdvv φaAbBw=a+bwsupA<+supB<
100 51 99 biimtrid φwCwsupA<+supB<
101 100 ralrimiv φwCwsupA<+supB<
102 brralrspcev supA<+supB<wCwsupA<+supB<xwCwx
103 81 101 102 syl2anc φxwCwx
104 suprub CCxwCwxwCwsupC<
105 104 ex CCxwCwxwCwsupC<
106 63 79 103 105 syl3anc φwCwsupC<
107 53 106 sylan9r φaAbBw=a+bwsupC<
108 43 107 biimtrid φaAwz|bBz=a+bwsupC<
109 108 ralrimiv φaAwz|bBz=a+bwsupC<
110 33 31 readdcld φaAbBa+b
111 eleq1a a+bz=a+bz
112 110 111 syl φaAbBz=a+bz
113 112 rexlimdva φaAbBz=a+bz
114 113 abssdv φaAz|bBz=a+b
115 64 isseti zz=a+b
116 115 rgenw bBzz=a+b
117 r19.2z BbBzz=a+bbBzz=a+b
118 5 116 117 sylancl φbBzz=a+b
119 rexcom4 bBzz=a+bzbBz=a+b
120 118 119 sylib φzbBz=a+b
121 abn0 z|bBz=a+bzbBz=a+b
122 120 121 sylibr φz|bBz=a+b
123 122 adantr φaAz|bBz=a+b
124 63 79 103 suprcld φsupC<
125 124 adantr φaAsupC<
126 brralrspcev supC<wz|bBz=a+bwsupC<xwz|bBz=a+bwx
127 125 109 126 syl2anc φaAxwz|bBz=a+bwx
128 suprleub z|bBz=a+bz|bBz=a+bxwz|bBz=a+bwxsupC<supz|bBz=a+b<supC<wz|bBz=a+bwsupC<
129 114 123 127 125 128 syl31anc φaAsupz|bBz=a+b<supC<wz|bBz=a+bwsupC<
130 109 129 mpbird φaAsupz|bBz=a+b<supC<
131 40 130 eqbrtrd φaAsupB<+asupC<
132 breq1 w=supB<+awsupC<supB<+asupC<
133 131 132 syl5ibrcom φaAw=supB<+awsupC<
134 133 rexlimdva φaAw=supB<+awsupC<
135 24 134 biimtrid φwz|aAz=supB<+awsupC<
136 135 ralrimiv φwz|aAz=supB<+awsupC<
137 13 11 readdcld φaAsupB<+a
138 eleq1a supB<+az=supB<+az
139 137 138 syl φaAz=supB<+az
140 139 rexlimdva φaAz=supB<+az
141 140 abssdv φz|aAz=supB<+a
142 ovex supB<+aV
143 142 isseti zz=supB<+a
144 143 rgenw aAzz=supB<+a
145 r19.2z AaAzz=supB<+aaAzz=supB<+a
146 2 144 145 sylancl φaAzz=supB<+a
147 rexcom4 aAzz=supB<+azaAz=supB<+a
148 146 147 sylib φzaAz=supB<+a
149 abn0 z|aAz=supB<+azaAz=supB<+a
150 148 149 sylibr φz|aAz=supB<+a
151 brralrspcev supC<wz|aAz=supB<+awsupC<xwz|aAz=supB<+awx
152 124 136 151 syl2anc φxwz|aAz=supB<+awx
153 suprleub z|aAz=supB<+az|aAz=supB<+axwz|aAz=supB<+awxsupC<supz|aAz=supB<+a<supC<wz|aAz=supB<+awsupC<
154 141 150 152 124 153 syl31anc φsupz|aAz=supB<+a<supC<wz|aAz=supB<+awsupC<
155 136 154 mpbird φsupz|aAz=supB<+a<supC<
156 20 155 eqbrtrd φsupA<+supB<supC<
157 suprleub CCxwCwxsupA<+supB<supC<supA<+supB<wCwsupA<+supB<
158 63 79 103 81 157 syl31anc φsupC<supA<+supB<wCwsupA<+supB<
159 101 158 mpbird φsupC<supA<+supB<
160 81 124 letri3d φsupA<+supB<=supC<supA<+supB<supC<supC<supA<+supB<
161 156 159 160 mpbir2and φsupA<+supB<=supC<