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Theorem infrenegsup

Description: The infimum of a set of reals A is the negative of the supremum of the negatives of its elements. The antecedent ensures that A is nonempty and has a lower bound. (Contributed by NM, 14-Jun-2005) (Revised by AV, 4-Sep-2020)

Ref Expression
Assertion infrenegsup A A x y A x y sup A < = sup z | z A <

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 infrecl A A x y A x y sup A <
2 1 recnd A A x y A x y sup A <
3 2 negnegd A A x y A x y sup A < = sup A <
4 negeq w = z w = z
5 4 cbvmptv w w = z z
6 5 mptpreima w w -1 A = z | z A
7 eqid w w = w w
8 7 negiso w w Isom < , < -1 w w -1 = w w
9 8 simpri w w -1 = w w
10 9 imaeq1i w w -1 A = w w A
11 6 10 eqtr3i z | z A = w w A
12 11 supeq1i sup z | z A < = sup w w A <
13 8 simpli w w Isom < , < -1
14 isocnv w w Isom < , < -1 w w -1 Isom < -1 , <
15 13 14 ax-mp w w -1 Isom < -1 , <
16 isoeq1 w w -1 = w w w w -1 Isom < -1 , < w w Isom < -1 , <
17 9 16 ax-mp w w -1 Isom < -1 , < w w Isom < -1 , <
18 15 17 mpbi w w Isom < -1 , <
19 18 a1i A A x y A x y w w Isom < -1 , <
20 simp1 A A x y A x y A
21 infm3 A A x y A x y x y A ¬ y < x y x < y z A z < y
22 vex x V
23 vex y V
24 22 23 brcnv x < -1 y y < x
25 24 notbii ¬ x < -1 y ¬ y < x
26 25 ralbii y A ¬ x < -1 y y A ¬ y < x
27 23 22 brcnv y < -1 x x < y
28 vex z V
29 23 28 brcnv y < -1 z z < y
30 29 rexbii z A y < -1 z z A z < y
31 27 30 imbi12i y < -1 x z A y < -1 z x < y z A z < y
32 31 ralbii y y < -1 x z A y < -1 z y x < y z A z < y
33 26 32 anbi12i y A ¬ x < -1 y y y < -1 x z A y < -1 z y A ¬ y < x y x < y z A z < y
34 33 rexbii x y A ¬ x < -1 y y y < -1 x z A y < -1 z x y A ¬ y < x y x < y z A z < y
35 21 34 sylibr A A x y A x y x y A ¬ x < -1 y y y < -1 x z A y < -1 z
36 gtso < -1 Or
37 36 a1i A A x y A x y < -1 Or
38 19 20 35 37 supiso A A x y A x y sup w w A < = w w sup A < -1
39 12 38 eqtrid A A x y A x y sup z | z A < = w w sup A < -1
40 df-inf sup A < = sup A < -1
41 40 eqcomi sup A < -1 = sup A <
42 41 fveq2i w w sup A < -1 = w w sup A <
43 negeq w = sup A < w = sup A <
44 negex sup A < V
45 43 7 44 fvmpt sup A < w w sup A < = sup A <
46 42 45 eqtrid sup A < w w sup A < -1 = sup A <
47 1 46 syl A A x y A x y w w sup A < -1 = sup A <
48 39 47 eqtr2d A A x y A x y sup A < = sup z | z A <
49 48 negeqd A A x y A x y sup A < = sup z | z A <
50 3 49 eqtr3d A A x y A x y sup A < = sup z | z A <