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Theorem infm3

Description: The completeness axiom for reals in terms of infimum: a nonempty, bounded-below set of reals has an infimum. (This theorem is the dual of sup3 .) (Contributed by NM, 14-Jun-2005)

Ref Expression
Assertion infm3 A A x y A x y x y A ¬ y < x y x < y z A z < y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ssel A v A v
2 1 pm4.71rd A v A v v A
3 2 exbidv A v v A v v v A
4 df-rex v v A v v v A
5 renegcl w w
6 infm3lem v w v = w
7 eleq1 v = w v A w A
8 5 6 7 rexxfr v v A w w A
9 4 8 bitr3i v v v A w w A
10 3 9 bitrdi A v v A w w A
11 n0 A v v A
12 rabn0 w | w A w w A
13 10 11 12 3bitr4g A A w | w A
14 ssel A y A y
15 14 pm4.71rd A y A y y A
16 15 imbi1d A y A x y y y A x y
17 impexp y y A x y y y A x y
18 16 17 bitrdi A y A x y y y A x y
19 18 albidv A y y A x y y y y A x y
20 df-ral y A x y y y A x y
21 renegcl v v
22 infm3lem y v y = v
23 eleq1 y = v y A v A
24 breq2 y = v x y x v
25 23 24 imbi12d y = v y A x y v A x v
26 21 22 25 ralxfr y y A x y v v A x v
27 df-ral y y A x y y y y A x y
28 26 27 bitr3i v v A x v y y y A x y
29 19 20 28 3bitr4g A y A x y v v A x v
30 29 rexbidv A x y A x y x v v A x v
31 renegcl u u
32 infm3lem x u x = u
33 breq1 x = u x v u v
34 33 imbi2d x = u v A x v v A u v
35 34 ralbidv x = u v v A x v v v A u v
36 31 32 35 rexxfr x v v A x v u v v A u v
37 negeq w = v w = v
38 37 eleq1d w = v w A v A
39 38 elrab v w | w A v v A
40 39 imbi1i v w | w A v u v v A v u
41 impexp v v A v u v v A v u
42 40 41 bitri v w | w A v u v v A v u
43 42 albii v v w | w A v u v v v A v u
44 df-ral v w | w A v u v v w | w A v u
45 df-ral v v A v u v v v A v u
46 43 44 45 3bitr4ri v v A v u v w | w A v u
47 leneg v u v u u v
48 47 ancoms u v v u u v
49 48 imbi2d u v v A v u v A u v
50 49 ralbidva u v v A v u v v A u v
51 46 50 bitr3id u v w | w A v u v v A u v
52 51 rexbiia u v w | w A v u u v v A u v
53 36 52 bitr4i x v v A x v u v w | w A v u
54 30 53 bitrdi A x y A x y u v w | w A v u
55 13 54 anbi12d A A x y A x y w | w A u v w | w A v u
56 ssrab2 w | w A
57 sup3 w | w A w | w A u v w | w A v u u v w | w A ¬ u < v v v < u t w | w A v < t
58 56 57 mp3an1 w | w A u v w | w A v u u v w | w A ¬ u < v v v < u t w | w A v < t
59 55 58 syl6bi A A x y A x y u v w | w A ¬ u < v v v < u t w | w A v < t
60 15 imbi1d A y A ¬ y < x y y A ¬ y < x
61 impexp y y A ¬ y < x y y A ¬ y < x
62 60 61 bitrdi A y A ¬ y < x y y A ¬ y < x
63 62 albidv A y y A ¬ y < x y y y A ¬ y < x
64 df-ral y A ¬ y < x y y A ¬ y < x
65 breq1 y = v y < x v < x
66 65 notbid y = v ¬ y < x ¬ v < x
67 23 66 imbi12d y = v y A ¬ y < x v A ¬ v < x
68 21 22 67 ralxfr y y A ¬ y < x v v A ¬ v < x
69 df-ral y y A ¬ y < x y y y A ¬ y < x
70 68 69 bitr3i v v A ¬ v < x y y y A ¬ y < x
71 63 64 70 3bitr4g A y A ¬ y < x v v A ¬ v < x
72 breq2 y = v x < y x < v
73 breq2 y = v z < y z < v
74 73 rexbidv y = v z A z < y z A z < v
75 72 74 imbi12d y = v x < y z A z < y x < v z A z < v
76 21 22 75 ralxfr y x < y z A z < y v x < v z A z < v
77 ssel A z A z
78 77 adantrd A z A z < v z
79 78 pm4.71rd A z A z < v z z A z < v
80 79 exbidv A z z A z < v z z z A z < v
81 df-rex z A z < v z z A z < v
82 renegcl t t
83 infm3lem z t z = t
84 eleq1 z = t z A t A
85 breq1 z = t z < v t < v
86 84 85 anbi12d z = t z A z < v t A t < v
87 82 83 86 rexxfr z z A z < v t t A t < v
88 df-rex z z A z < v z z z A z < v
89 87 88 bitr3i t t A t < v z z z A z < v
90 80 81 89 3bitr4g A z A z < v t t A t < v
91 90 imbi2d A x < v z A z < v x < v t t A t < v
92 91 ralbidv A v x < v z A z < v v x < v t t A t < v
93 76 92 syl5bb A y x < y z A z < y v x < v t t A t < v
94 71 93 anbi12d A y A ¬ y < x y x < y z A z < y v v A ¬ v < x v x < v t t A t < v
95 94 rexbidv A x y A ¬ y < x y x < y z A z < y x v v A ¬ v < x v x < v t t A t < v
96 breq2 x = u v < x v < u
97 96 notbid x = u ¬ v < x ¬ v < u
98 97 imbi2d x = u v A ¬ v < x v A ¬ v < u
99 98 ralbidv x = u v v A ¬ v < x v v A ¬ v < u
100 breq1 x = u x < v u < v
101 100 imbi1d x = u x < v t t A t < v u < v t t A t < v
102 101 ralbidv x = u v x < v t t A t < v v u < v t t A t < v
103 99 102 anbi12d x = u v v A ¬ v < x v x < v t t A t < v v v A ¬ v < u v u < v t t A t < v
104 31 32 103 rexxfr x v v A ¬ v < x v x < v t t A t < v u v v A ¬ v < u v u < v t t A t < v
105 39 imbi1i v w | w A ¬ u < v v v A ¬ u < v
106 impexp v v A ¬ u < v v v A ¬ u < v
107 105 106 bitri v w | w A ¬ u < v v v A ¬ u < v
108 107 albii v v w | w A ¬ u < v v v v A ¬ u < v
109 df-ral v w | w A ¬ u < v v v w | w A ¬ u < v
110 df-ral v v A ¬ u < v v v v A ¬ u < v
111 108 109 110 3bitr4ri v v A ¬ u < v v w | w A ¬ u < v
112 ltneg u v u < v v < u
113 112 notbid u v ¬ u < v ¬ v < u
114 113 imbi2d u v v A ¬ u < v v A ¬ v < u
115 114 ralbidva u v v A ¬ u < v v v A ¬ v < u
116 111 115 bitr3id u v w | w A ¬ u < v v v A ¬ v < u
117 ltneg v u v < u u < v
118 117 ancoms u v v < u u < v
119 negeq w = t w = t
120 119 eleq1d w = t w A t A
121 120 rexrab t w | w A v < t t t A v < t
122 ltneg v t v < t t < v
123 122 anbi2d v t t A v < t t A t < v
124 123 rexbidva v t t A v < t t t A t < v
125 121 124 syl5bb v t w | w A v < t t t A t < v
126 125 adantl u v t w | w A v < t t t A t < v
127 118 126 imbi12d u v v < u t w | w A v < t u < v t t A t < v
128 127 ralbidva u v v < u t w | w A v < t v u < v t t A t < v
129 116 128 anbi12d u v w | w A ¬ u < v v v < u t w | w A v < t v v A ¬ v < u v u < v t t A t < v
130 129 rexbiia u v w | w A ¬ u < v v v < u t w | w A v < t u v v A ¬ v < u v u < v t t A t < v
131 104 130 bitr4i x v v A ¬ v < x v x < v t t A t < v u v w | w A ¬ u < v v v < u t w | w A v < t
132 95 131 bitrdi A x y A ¬ y < x y x < y z A z < y u v w | w A ¬ u < v v v < u t w | w A v < t
133 59 132 sylibrd A A x y A x y x y A ¬ y < x y x < y z A z < y
134 133 3impib A A x y A x y x y A ¬ y < x y x < y z A z < y