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Theorem xrsupexmnf

Description: Adding minus infinity to a set does not affect the existence of its supremum. (Contributed by NM, 26-Oct-2005)

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

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elun ⊢ y ∈ A ∪ −∞ ↔ y ∈ A ∨ y ∈ −∞
2 simpr ⊢ x ∈ ℝ * ∧ y ∈ A → ¬ x < y → y ∈ A → ¬ x < y
3 velsn ⊢ y ∈ −∞ ↔ y = −∞
4 nltmnf ⊢ x ∈ ℝ * → ¬ x < −∞
5 breq2 ⊢ y = −∞ → x < y ↔ x < −∞
6 5 notbid ⊢ y = −∞ → ¬ x < y ↔ ¬ x < −∞
7 4 6 syl5ibrcom ⊢ x ∈ ℝ * → y = −∞ → ¬ x < y
8 3 7 biimtrid ⊢ x ∈ ℝ * → y ∈ −∞ → ¬ x < y
9 8 adantr ⊢ x ∈ ℝ * ∧ y ∈ A → ¬ x < y → y ∈ −∞ → ¬ x < y
10 2 9 jaod ⊢ x ∈ ℝ * ∧ y ∈ A → ¬ x < y → y ∈ A ∨ y ∈ −∞ → ¬ x < y
11 1 10 biimtrid ⊢ x ∈ ℝ * ∧ y ∈ A → ¬ x < y → y ∈ A ∪ −∞ → ¬ x < y
12 11 ex ⊢ x ∈ ℝ * → y ∈ A → ¬ x < y → y ∈ A ∪ −∞ → ¬ x < y
13 12 ralimdv2 ⊢ x ∈ ℝ * → ∀ y ∈ A ¬ x < y → ∀ y ∈ A ∪ −∞ ¬ x < y
14 elun1 ⊢ z ∈ A → z ∈ A ∪ −∞
15 14 anim1i ⊢ z ∈ A ∧ y < z → z ∈ A ∪ −∞ ∧ y < z
16 15 reximi2 ⊢ ∃ z ∈ A y < z → ∃ z ∈ A ∪ −∞ y < z
17 16 imim2i ⊢ y < x → ∃ z ∈ A y < z → y < x → ∃ z ∈ A ∪ −∞ y < z
18 17 ralimi ⊢ ∀ y ∈ ℝ * y < x → ∃ z ∈ A y < z → ∀ y ∈ ℝ * y < x → ∃ z ∈ A ∪ −∞ y < z
19 13 18 anim12d1 ⊢ x ∈ ℝ * → ∀ y ∈ A ¬ x < y ∧ ∀ y ∈ ℝ * y < x → ∃ z ∈ A y < z → ∀ y ∈ A ∪ −∞ ¬ x < y ∧ ∀ y ∈ ℝ * y < x → ∃ z ∈ A ∪ −∞ y < z
20 19 reximia ⊢ ∃ x ∈ ℝ * ∀ y ∈ A ¬ x < y ∧ ∀ y ∈ ℝ * y < x → ∃ z ∈ A y < z → ∃ x ∈ ℝ * ∀ y ∈ A ∪ −∞ ¬ x < y ∧ ∀ y ∈ ℝ * y < x → ∃ z ∈ A ∪ −∞ y < z