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Theorem icoreclin

Description: The set of closed-below, open-above intervals of reals is closed under finite intersection. (Contributed by ML, 27-Jul-2020)

Ref Expression
Hypothesis isbasisrelowl.1 𝐼 = ( [,) “ ( ℝ × ℝ ) )
Assertion icoreclin ( ( 𝑥𝐼𝑦𝐼 ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isbasisrelowl.1 𝐼 = ( [,) “ ( ℝ × ℝ ) )
2 1 icoreelrnab ( 𝑦𝐼 ↔ ∃ 𝑐 ∈ ℝ ∃ 𝑑 ∈ ℝ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } )
3 1 icoreelrnab ( 𝑥𝐼 ↔ ∃ 𝑎 ∈ ℝ ∃ 𝑏 ∈ ℝ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } )
4 1 isbasisrelowllem1 ( ( ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) ∧ ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) ) ∧ ( 𝑎𝑐𝑏𝑑 ) ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 )
5 4 ex ( ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) ∧ ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) ) → ( ( 𝑎𝑐𝑏𝑑 ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 ) )
6 1 isbasisrelowllem2 ( ( ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) ∧ ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) ) ∧ ( 𝑎𝑐𝑑𝑏 ) ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 )
7 6 ex ( ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) ∧ ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) ) → ( ( 𝑎𝑐𝑑𝑏 ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 ) )
8 5 7 jaod ( ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) ∧ ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) ) → ( ( ( 𝑎𝑐𝑏𝑑 ) ∨ ( 𝑎𝑐𝑑𝑏 ) ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 ) )
9 incom ( 𝑦𝑥 ) = ( 𝑥𝑦 )
10 1 isbasisrelowllem2 ( ( ( ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) ∧ ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) ) ∧ ( 𝑐𝑎𝑏𝑑 ) ) → ( 𝑦𝑥 ) ∈ 𝐼 )
11 9 10 eqeltrrid ( ( ( ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) ∧ ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) ) ∧ ( 𝑐𝑎𝑏𝑑 ) ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 )
12 11 ancom1s ( ( ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) ∧ ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) ) ∧ ( 𝑐𝑎𝑏𝑑 ) ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 )
13 12 ex ( ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) ∧ ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) ) → ( ( 𝑐𝑎𝑏𝑑 ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 ) )
14 1 isbasisrelowllem1 ( ( ( ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) ∧ ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) ) ∧ ( 𝑐𝑎𝑑𝑏 ) ) → ( 𝑦𝑥 ) ∈ 𝐼 )
15 9 14 eqeltrrid ( ( ( ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) ∧ ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) ) ∧ ( 𝑐𝑎𝑑𝑏 ) ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 )
16 15 ancom1s ( ( ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) ∧ ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) ) ∧ ( 𝑐𝑎𝑑𝑏 ) ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 )
17 16 ex ( ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) ∧ ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) ) → ( ( 𝑐𝑎𝑑𝑏 ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 ) )
18 13 17 jaod ( ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) ∧ ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) ) → ( ( ( 𝑐𝑎𝑏𝑑 ) ∨ ( 𝑐𝑎𝑑𝑏 ) ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 ) )
19 3simpa ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) → ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ) )
20 3simpa ( ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) → ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ) )
21 letric ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑐 ∈ ℝ ) → ( 𝑎𝑐𝑐𝑎 ) )
22 letric ( ( 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ) → ( 𝑏𝑑𝑑𝑏 ) )
23 21 22 anim12i ( ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑐 ∈ ℝ ) ∧ ( 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ) ) → ( ( 𝑎𝑐𝑐𝑎 ) ∧ ( 𝑏𝑑𝑑𝑏 ) ) )
24 anddi ( ( ( 𝑎𝑐𝑐𝑎 ) ∧ ( 𝑏𝑑𝑑𝑏 ) ) ↔ ( ( ( 𝑎𝑐𝑏𝑑 ) ∨ ( 𝑎𝑐𝑑𝑏 ) ) ∨ ( ( 𝑐𝑎𝑏𝑑 ) ∨ ( 𝑐𝑎𝑑𝑏 ) ) ) )
25 23 24 sylib ( ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑐 ∈ ℝ ) ∧ ( 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ) ) → ( ( ( 𝑎𝑐𝑏𝑑 ) ∨ ( 𝑎𝑐𝑑𝑏 ) ) ∨ ( ( 𝑐𝑎𝑏𝑑 ) ∨ ( 𝑐𝑎𝑑𝑏 ) ) ) )
26 25 an4s ( ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ) ∧ ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ) ) → ( ( ( 𝑎𝑐𝑏𝑑 ) ∨ ( 𝑎𝑐𝑑𝑏 ) ) ∨ ( ( 𝑐𝑎𝑏𝑑 ) ∨ ( 𝑐𝑎𝑑𝑏 ) ) ) )
27 19 20 26 syl2an ( ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) ∧ ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) ) → ( ( ( 𝑎𝑐𝑏𝑑 ) ∨ ( 𝑎𝑐𝑑𝑏 ) ) ∨ ( ( 𝑐𝑎𝑏𝑑 ) ∨ ( 𝑐𝑎𝑑𝑏 ) ) ) )
28 8 18 27 mpjaod ( ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) ∧ ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 )
29 28 ex ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ∧ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } ) → ( ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 ) )
30 29 3expia ( ( 𝑎 ∈ ℝ ∧ 𝑏 ∈ ℝ ) → ( 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } → ( ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 ) ) )
31 30 rexlimivv ( ∃ 𝑎 ∈ ℝ ∃ 𝑏 ∈ ℝ 𝑥 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑎𝑧𝑧 < 𝑏 ) } → ( ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 ) )
32 3 31 sylbi ( 𝑥𝐼 → ( ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 ) )
33 32 com12 ( ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ∧ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } ) → ( 𝑥𝐼 → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 ) )
34 33 3expia ( ( 𝑐 ∈ ℝ ∧ 𝑑 ∈ ℝ ) → ( 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } → ( 𝑥𝐼 → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 ) ) )
35 34 rexlimivv ( ∃ 𝑐 ∈ ℝ ∃ 𝑑 ∈ ℝ 𝑦 = { 𝑧 ∈ ℝ ∣ ( 𝑐𝑧𝑧 < 𝑑 ) } → ( 𝑥𝐼 → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 ) )
36 2 35 sylbi ( 𝑦𝐼 → ( 𝑥𝐼 → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 ) )
37 36 impcom ( ( 𝑥𝐼𝑦𝐼 ) → ( 𝑥𝑦 ) ∈ 𝐼 )