Metamath Proof Explorer


Theorem xrinfmexpnf

Description: Adding plus infinity to a set does not affect the existence of its infimum. (Contributed by NM, 19-Jan-2006)

Ref Expression
Assertion xrinfmexpnf ⊢ ∃ x ∈ ℝ * ∀ y ∈ A ¬ y < x ∧ ∀ y ∈ ℝ * x < y → ∃ z ∈ A z < y → ∃ x ∈ ℝ * ∀ y ∈ A ∪ +∞ ¬ y < x ∧ ∀ y ∈ ℝ * x < y → ∃ z ∈ A ∪ +∞ z < y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elun ⊢ y ∈ A ∪ +∞ ↔ y ∈ A ∨ y ∈ +∞
2 simpr ⊢ x ∈ ℝ * ∧ y ∈ A → ¬ y < x → y ∈ A → ¬ y < x
3 velsn ⊢ y ∈ +∞ ↔ y = +∞
4 pnfnlt ⊢ x ∈ ℝ * → ¬ +∞ < x
5 breq1 ⊢ y = +∞ → y < x ↔ +∞ < x
6 5 notbid ⊢ y = +∞ → ¬ y < x ↔ ¬ +∞ < x
7 4 6 syl5ibrcom ⊢ x ∈ ℝ * → y = +∞ → ¬ y < x
8 3 7 biimtrid ⊢ x ∈ ℝ * → y ∈ +∞ → ¬ y < x
9 8 adantr ⊢ x ∈ ℝ * ∧ y ∈ A → ¬ y < x → y ∈ +∞ → ¬ y < x
10 2 9 jaod ⊢ x ∈ ℝ * ∧ y ∈ A → ¬ y < x → y ∈ A ∨ y ∈ +∞ → ¬ y < x
11 1 10 biimtrid ⊢ x ∈ ℝ * ∧ y ∈ A → ¬ y < x → y ∈ A ∪ +∞ → ¬ y < x
12 11 ex ⊢ x ∈ ℝ * → y ∈ A → ¬ y < x → y ∈ A ∪ +∞ → ¬ y < x
13 12 ralimdv2 ⊢ x ∈ ℝ * → ∀ y ∈ A ¬ y < x → ∀ y ∈ A ∪ +∞ ¬ y < x
14 elun1 ⊢ z ∈ A → z ∈ A ∪ +∞
15 14 anim1i ⊢ z ∈ A ∧ z < y → z ∈ A ∪ +∞ ∧ z < y
16 15 reximi2 ⊢ ∃ z ∈ A z < y → ∃ z ∈ A ∪ +∞ z < y
17 16 imim2i ⊢ x < y → ∃ z ∈ A z < y → x < y → ∃ z ∈ A ∪ +∞ z < y
18 17 ralimi ⊢ ∀ y ∈ ℝ * x < y → ∃ z ∈ A z < y → ∀ y ∈ ℝ * x < y → ∃ z ∈ A ∪ +∞ z < y
19 13 18 anim12d1 ⊢ x ∈ ℝ * → ∀ y ∈ A ¬ y < x ∧ ∀ y ∈ ℝ * x < y → ∃ z ∈ A z < y → ∀ y ∈ A ∪ +∞ ¬ y < x ∧ ∀ y ∈ ℝ * x < y → ∃ z ∈ A ∪ +∞ z < y
20 19 reximia ⊢ ∃ x ∈ ℝ * ∀ y ∈ A ¬ y < x ∧ ∀ y ∈ ℝ * x < y → ∃ z ∈ A z < y → ∃ x ∈ ℝ * ∀ y ∈ A ∪ +∞ ¬ y < x ∧ ∀ y ∈ ℝ * x < y → ∃ z ∈ A ∪ +∞ z < y