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Theorem supsrlem

Description: Lemma for supremum theorem. (Contributed by NM, 21-May-1996) (Revised by Mario Carneiro, 15-Jun-2013) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses supsrlem.1 B=w|C+𝑹w1𝑷~𝑹A
supsrlem.2 C𝑹
Assertion supsrlem CAx𝑹yAy<𝑹xx𝑹yA¬x<𝑹yy𝑹y<𝑹xzAy<𝑹z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 supsrlem.1 B=w|C+𝑹w1𝑷~𝑹A
2 supsrlem.2 C𝑹
3 0idsr C𝑹C+𝑹0𝑹=C
4 2 3 mp1i CAx𝑹yAy<𝑹xC+𝑹0𝑹=C
5 simpl CAx𝑹yAy<𝑹xCA
6 4 5 eqeltrd CAx𝑹yAy<𝑹xC+𝑹0𝑹A
7 1pr 1𝑷𝑷
8 7 elexi 1𝑷V
9 opeq1 w=1𝑷w1𝑷=1𝑷1𝑷
10 9 eceq1d w=1𝑷w1𝑷~𝑹=1𝑷1𝑷~𝑹
11 df-0r 0𝑹=1𝑷1𝑷~𝑹
12 10 11 eqtr4di w=1𝑷w1𝑷~𝑹=0𝑹
13 12 oveq2d w=1𝑷C+𝑹w1𝑷~𝑹=C+𝑹0𝑹
14 13 eleq1d w=1𝑷C+𝑹w1𝑷~𝑹AC+𝑹0𝑹A
15 8 14 1 elab2 1𝑷BC+𝑹0𝑹A
16 6 15 sylibr CAx𝑹yAy<𝑹x1𝑷B
17 16 ne0d CAx𝑹yAy<𝑹xB
18 breq1 y=Cy<𝑹xC<𝑹x
19 18 rspccv yAy<𝑹xCAC<𝑹x
20 0lt1sr 0𝑹<𝑹1𝑹
21 m1r -1𝑹𝑹
22 ltasr -1𝑹𝑹0𝑹<𝑹1𝑹-1𝑹+𝑹0𝑹<𝑹-1𝑹+𝑹1𝑹
23 21 22 ax-mp 0𝑹<𝑹1𝑹-1𝑹+𝑹0𝑹<𝑹-1𝑹+𝑹1𝑹
24 20 23 mpbi -1𝑹+𝑹0𝑹<𝑹-1𝑹+𝑹1𝑹
25 0idsr -1𝑹𝑹-1𝑹+𝑹0𝑹=-1𝑹
26 21 25 ax-mp -1𝑹+𝑹0𝑹=-1𝑹
27 m1p1sr -1𝑹+𝑹1𝑹=0𝑹
28 24 26 27 3brtr3i -1𝑹<𝑹0𝑹
29 ltasr C𝑹-1𝑹<𝑹0𝑹C+𝑹-1𝑹<𝑹C+𝑹0𝑹
30 2 29 ax-mp -1𝑹<𝑹0𝑹C+𝑹-1𝑹<𝑹C+𝑹0𝑹
31 28 30 mpbi C+𝑹-1𝑹<𝑹C+𝑹0𝑹
32 2 3 ax-mp C+𝑹0𝑹=C
33 31 32 breqtri C+𝑹-1𝑹<𝑹C
34 ltsosr <𝑹Or𝑹
35 ltrelsr <𝑹𝑹×𝑹
36 34 35 sotri C+𝑹-1𝑹<𝑹CC<𝑹xC+𝑹-1𝑹<𝑹x
37 33 36 mpan C<𝑹xC+𝑹-1𝑹<𝑹x
38 2 map2psrpr C+𝑹-1𝑹<𝑹xv𝑷C+𝑹v1𝑷~𝑹=x
39 37 38 sylib C<𝑹xv𝑷C+𝑹v1𝑷~𝑹=x
40 19 39 syl6 yAy<𝑹xCAv𝑷C+𝑹v1𝑷~𝑹=x
41 breq2 C+𝑹v1𝑷~𝑹=xy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹y<𝑹x
42 41 ralbidv C+𝑹v1𝑷~𝑹=xyAy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹yAy<𝑹x
43 1 eqabri wBC+𝑹w1𝑷~𝑹A
44 breq1 y=C+𝑹w1𝑷~𝑹y<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹C+𝑹w1𝑷~𝑹<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹
45 44 rspccv yAy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹C+𝑹w1𝑷~𝑹AC+𝑹w1𝑷~𝑹<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹
46 2 ltpsrpr C+𝑹w1𝑷~𝑹<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹w<𝑷v
47 45 46 imbitrdi yAy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹C+𝑹w1𝑷~𝑹Aw<𝑷v
48 43 47 biimtrid yAy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹wBw<𝑷v
49 48 ralrimiv yAy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹wBw<𝑷v
50 42 49 syl6bir C+𝑹v1𝑷~𝑹=xyAy<𝑹xwBw<𝑷v
51 50 com12 yAy<𝑹xC+𝑹v1𝑷~𝑹=xwBw<𝑷v
52 51 reximdv yAy<𝑹xv𝑷C+𝑹v1𝑷~𝑹=xv𝑷wBw<𝑷v
53 40 52 syld yAy<𝑹xCAv𝑷wBw<𝑷v
54 53 rexlimivw x𝑹yAy<𝑹xCAv𝑷wBw<𝑷v
55 54 impcom CAx𝑹yAy<𝑹xv𝑷wBw<𝑷v
56 supexpr Bv𝑷wBw<𝑷vv𝑷wB¬v<𝑷ww𝑷w<𝑷vuBw<𝑷u
57 17 55 56 syl2anc CAx𝑹yAy<𝑹xv𝑷wB¬v<𝑷ww𝑷w<𝑷vuBw<𝑷u
58 2 mappsrpr C+𝑹-1𝑹<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹v𝑷
59 35 brel C+𝑹-1𝑹<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹C+𝑹-1𝑹𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹𝑹
60 58 59 sylbir v𝑷C+𝑹-1𝑹𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹𝑹
61 60 simprd v𝑷C+𝑹v1𝑷~𝑹𝑹
62 61 adantl CAx𝑹yAy<𝑹xv𝑷C+𝑹v1𝑷~𝑹𝑹
63 34 35 sotri C+𝑹-1𝑹<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹yC+𝑹-1𝑹<𝑹y
64 58 63 sylanbr v𝑷C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹yC+𝑹-1𝑹<𝑹y
65 2 map2psrpr C+𝑹-1𝑹<𝑹yw𝑷C+𝑹w1𝑷~𝑹=y
66 64 65 sylib v𝑷C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹yw𝑷C+𝑹w1𝑷~𝑹=y
67 rexex w𝑷C+𝑹w1𝑷~𝑹=ywC+𝑹w1𝑷~𝑹=y
68 df-ral wB¬v<𝑷wwwB¬v<𝑷w
69 19.29 wwB¬v<𝑷wwC+𝑹w1𝑷~𝑹=ywwB¬v<𝑷wC+𝑹w1𝑷~𝑹=y
70 eleq1 C+𝑹w1𝑷~𝑹=yC+𝑹w1𝑷~𝑹AyA
71 43 70 bitrid C+𝑹w1𝑷~𝑹=ywByA
72 2 ltpsrpr C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹C+𝑹w1𝑷~𝑹v<𝑷w
73 breq2 C+𝑹w1𝑷~𝑹=yC+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹C+𝑹w1𝑷~𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
74 72 73 bitr3id C+𝑹w1𝑷~𝑹=yv<𝑷wC+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
75 74 notbid C+𝑹w1𝑷~𝑹=y¬v<𝑷w¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
76 71 75 imbi12d C+𝑹w1𝑷~𝑹=ywB¬v<𝑷wyA¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
77 76 biimpac wB¬v<𝑷wC+𝑹w1𝑷~𝑹=yyA¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
78 77 exlimiv wwB¬v<𝑷wC+𝑹w1𝑷~𝑹=yyA¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
79 69 78 syl wwB¬v<𝑷wwC+𝑹w1𝑷~𝑹=yyA¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
80 68 79 sylanb wB¬v<𝑷wwC+𝑹w1𝑷~𝑹=yyA¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
81 80 expcom wC+𝑹w1𝑷~𝑹=ywB¬v<𝑷wyA¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
82 66 67 81 3syl v𝑷C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹ywB¬v<𝑷wyA¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
83 82 impd v𝑷C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹ywB¬v<𝑷wyA¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
84 83 impancom v𝑷wB¬v<𝑷wyAC+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
85 84 pm2.01d v𝑷wB¬v<𝑷wyA¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
86 85 expr v𝑷wB¬v<𝑷wyA¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
87 86 ralrimiv v𝑷wB¬v<𝑷wyA¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
88 87 ex v𝑷wB¬v<𝑷wyA¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
89 88 adantl CAx𝑹yAy<𝑹xv𝑷wB¬v<𝑷wyA¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
90 r19.29 w𝑷w<𝑷vuBw<𝑷uw𝑷C+𝑹w1𝑷~𝑹=yw𝑷w<𝑷vuBw<𝑷uC+𝑹w1𝑷~𝑹=y
91 breq1 C+𝑹w1𝑷~𝑹=yC+𝑹w1𝑷~𝑹<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹y<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹
92 46 91 bitr3id C+𝑹w1𝑷~𝑹=yw<𝑷vy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹
93 92 biimprd C+𝑹w1𝑷~𝑹=yy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹w<𝑷v
94 vex uV
95 opeq1 w=uw1𝑷=u1𝑷
96 95 eceq1d w=uw1𝑷~𝑹=u1𝑷~𝑹
97 96 oveq2d w=uC+𝑹w1𝑷~𝑹=C+𝑹u1𝑷~𝑹
98 97 eleq1d w=uC+𝑹w1𝑷~𝑹AC+𝑹u1𝑷~𝑹A
99 94 98 1 elab2 uBC+𝑹u1𝑷~𝑹A
100 breq2 z=C+𝑹u1𝑷~𝑹C+𝑹w1𝑷~𝑹<𝑹zC+𝑹w1𝑷~𝑹<𝑹C+𝑹u1𝑷~𝑹
101 2 ltpsrpr C+𝑹w1𝑷~𝑹<𝑹C+𝑹u1𝑷~𝑹w<𝑷u
102 100 101 bitrdi z=C+𝑹u1𝑷~𝑹C+𝑹w1𝑷~𝑹<𝑹zw<𝑷u
103 102 rspcev C+𝑹u1𝑷~𝑹Aw<𝑷uzAC+𝑹w1𝑷~𝑹<𝑹z
104 99 103 sylanb uBw<𝑷uzAC+𝑹w1𝑷~𝑹<𝑹z
105 104 rexlimiva uBw<𝑷uzAC+𝑹w1𝑷~𝑹<𝑹z
106 breq1 C+𝑹w1𝑷~𝑹=yC+𝑹w1𝑷~𝑹<𝑹zy<𝑹z
107 106 rexbidv C+𝑹w1𝑷~𝑹=yzAC+𝑹w1𝑷~𝑹<𝑹zzAy<𝑹z
108 105 107 imbitrid C+𝑹w1𝑷~𝑹=yuBw<𝑷uzAy<𝑹z
109 93 108 imim12d C+𝑹w1𝑷~𝑹=yw<𝑷vuBw<𝑷uy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
110 109 impcom w<𝑷vuBw<𝑷uC+𝑹w1𝑷~𝑹=yy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
111 110 rexlimivw w𝑷w<𝑷vuBw<𝑷uC+𝑹w1𝑷~𝑹=yy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
112 90 111 syl w𝑷w<𝑷vuBw<𝑷uw𝑷C+𝑹w1𝑷~𝑹=yy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
113 65 112 sylan2b w𝑷w<𝑷vuBw<𝑷uC+𝑹-1𝑹<𝑹yy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
114 113 ex w𝑷w<𝑷vuBw<𝑷uC+𝑹-1𝑹<𝑹yy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
115 114 adantl CAv𝑷w𝑷w<𝑷vuBw<𝑷uC+𝑹-1𝑹<𝑹yy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
116 115 a1dd CAv𝑷w𝑷w<𝑷vuBw<𝑷uC+𝑹-1𝑹<𝑹yy𝑹y<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
117 34 35 sotri2 y𝑹¬C+𝑹-1𝑹<𝑹yC+𝑹-1𝑹<𝑹Cy<𝑹C
118 33 117 mp3an3 y𝑹¬C+𝑹-1𝑹<𝑹yy<𝑹C
119 breq2 z=Cy<𝑹zy<𝑹C
120 119 rspcev CAy<𝑹CzAy<𝑹z
121 120 ex CAy<𝑹CzAy<𝑹z
122 121 a1dd CAy<𝑹Cy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
123 118 122 syl5 CAy𝑹¬C+𝑹-1𝑹<𝑹yy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
124 123 expcomd CA¬C+𝑹-1𝑹<𝑹yy𝑹y<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
125 124 ad2antrr CAv𝑷w𝑷w<𝑷vuBw<𝑷u¬C+𝑹-1𝑹<𝑹yy𝑹y<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
126 116 125 pm2.61d CAv𝑷w𝑷w<𝑷vuBw<𝑷uy𝑹y<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
127 126 ralrimiv CAv𝑷w𝑷w<𝑷vuBw<𝑷uy𝑹y<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
128 127 ex CAv𝑷w𝑷w<𝑷vuBw<𝑷uy𝑹y<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
129 128 adantlr CAx𝑹yAy<𝑹xv𝑷w𝑷w<𝑷vuBw<𝑷uy𝑹y<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
130 89 129 anim12d CAx𝑹yAy<𝑹xv𝑷wB¬v<𝑷ww𝑷w<𝑷vuBw<𝑷uyA¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹yy𝑹y<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
131 breq1 x=C+𝑹v1𝑷~𝑹x<𝑹yC+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
132 131 notbid x=C+𝑹v1𝑷~𝑹¬x<𝑹y¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
133 132 ralbidv x=C+𝑹v1𝑷~𝑹yA¬x<𝑹yyA¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹y
134 breq2 x=C+𝑹v1𝑷~𝑹y<𝑹xy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹
135 134 imbi1d x=C+𝑹v1𝑷~𝑹y<𝑹xzAy<𝑹zy<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
136 135 ralbidv x=C+𝑹v1𝑷~𝑹y𝑹y<𝑹xzAy<𝑹zy𝑹y<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
137 133 136 anbi12d x=C+𝑹v1𝑷~𝑹yA¬x<𝑹yy𝑹y<𝑹xzAy<𝑹zyA¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹yy𝑹y<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹z
138 137 rspcev C+𝑹v1𝑷~𝑹𝑹yA¬C+𝑹v1𝑷~𝑹<𝑹yy𝑹y<𝑹C+𝑹v1𝑷~𝑹zAy<𝑹zx𝑹yA¬x<𝑹yy𝑹y<𝑹xzAy<𝑹z
139 62 130 138 syl6an CAx𝑹yAy<𝑹xv𝑷wB¬v<𝑷ww𝑷w<𝑷vuBw<𝑷ux𝑹yA¬x<𝑹yy𝑹y<𝑹xzAy<𝑹z
140 139 rexlimdva CAx𝑹yAy<𝑹xv𝑷wB¬v<𝑷ww𝑷w<𝑷vuBw<𝑷ux𝑹yA¬x<𝑹yy𝑹y<𝑹xzAy<𝑹z
141 57 140 mpd CAx𝑹yAy<𝑹xx𝑹yA¬x<𝑹yy𝑹y<𝑹xzAy<𝑹z