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Theorem supexpr

Description: The union of a nonempty, bounded set of positive reals has a supremum. Part of Proposition 9-3.3 of Gleason p. 122. (Contributed by NM, 19-May-1996) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion supexpr A x 𝑷 y A y < 𝑷 x x 𝑷 y A ¬ x < 𝑷 y y 𝑷 y < 𝑷 x z A y < 𝑷 z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 suplem1pr A x 𝑷 y A y < 𝑷 x A 𝑷
2 ltrelpr < 𝑷 𝑷 × 𝑷
3 2 brel y < 𝑷 x y 𝑷 x 𝑷
4 3 simpld y < 𝑷 x y 𝑷
5 4 ralimi y A y < 𝑷 x y A y 𝑷
6 dfss3 A 𝑷 y A y 𝑷
7 5 6 sylibr y A y < 𝑷 x A 𝑷
8 7 rexlimivw x 𝑷 y A y < 𝑷 x A 𝑷
9 8 adantl A x 𝑷 y A y < 𝑷 x A 𝑷
10 suplem2pr A 𝑷 y A ¬ A < 𝑷 y y < 𝑷 A z A y < 𝑷 z
11 10 simpld A 𝑷 y A ¬ A < 𝑷 y
12 11 ralrimiv A 𝑷 y A ¬ A < 𝑷 y
13 10 simprd A 𝑷 y < 𝑷 A z A y < 𝑷 z
14 13 ralrimivw A 𝑷 y 𝑷 y < 𝑷 A z A y < 𝑷 z
15 12 14 jca A 𝑷 y A ¬ A < 𝑷 y y 𝑷 y < 𝑷 A z A y < 𝑷 z
16 9 15 syl A x 𝑷 y A y < 𝑷 x y A ¬ A < 𝑷 y y 𝑷 y < 𝑷 A z A y < 𝑷 z
17 breq1 x = A x < 𝑷 y A < 𝑷 y
18 17 notbid x = A ¬ x < 𝑷 y ¬ A < 𝑷 y
19 18 ralbidv x = A y A ¬ x < 𝑷 y y A ¬ A < 𝑷 y
20 breq2 x = A y < 𝑷 x y < 𝑷 A
21 20 imbi1d x = A y < 𝑷 x z A y < 𝑷 z y < 𝑷 A z A y < 𝑷 z
22 21 ralbidv x = A y 𝑷 y < 𝑷 x z A y < 𝑷 z y 𝑷 y < 𝑷 A z A y < 𝑷 z
23 19 22 anbi12d x = A y A ¬ x < 𝑷 y y 𝑷 y < 𝑷 x z A y < 𝑷 z y A ¬ A < 𝑷 y y 𝑷 y < 𝑷 A z A y < 𝑷 z
24 23 rspcev A 𝑷 y A ¬ A < 𝑷 y y 𝑷 y < 𝑷 A z A y < 𝑷 z x 𝑷 y A ¬ x < 𝑷 y y 𝑷 y < 𝑷 x z A y < 𝑷 z
25 1 16 24 syl2anc A x 𝑷 y A y < 𝑷 x x 𝑷 y A ¬ x < 𝑷 y y 𝑷 y < 𝑷 x z A y < 𝑷 z