Metamath Proof Explorer


Theorem supminfxrrnmpt

Description: The indexed supremum of a set of reals is the negation of the indexed infimum of that set's image under negation. (Contributed by Glauco Siliprandi, 2-Jan-2022)

Ref Expression
Hypotheses supminfxrrnmpt.x ⊢ Ⅎ x φ
supminfxrrnmpt.b ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ ℝ *
Assertion supminfxrrnmpt ⊢ φ → sup ran ⁡ x ∈ A ⟼ B ℝ * < = − inf ran ⁡ x ∈ A ⟼ − B ℝ * <

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 supminfxrrnmpt.x ⊢ Ⅎ x φ
2 supminfxrrnmpt.b ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ ℝ *
3 eqid ⊢ x ∈ A ⟼ B = x ∈ A ⟼ B
4 1 3 2 rnmptssd ⊢ φ → ran ⁡ x ∈ A ⟼ B ⊆ ℝ *
5 4 supminfxr2 ⊢ φ → sup ran ⁡ x ∈ A ⟼ B ℝ * < = − inf y ∈ ℝ * | − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B ℝ * <
6 xnegex ⊢ − y ∈ V
7 3 elrnmpt ⊢ − y ∈ V → − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B ↔ ∃ x ∈ A − y = B
8 6 7 ax-mp ⊢ − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B ↔ ∃ x ∈ A − y = B
9 8 biimpi ⊢ − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B → ∃ x ∈ A − y = B
10 eqid ⊢ x ∈ A ⟼ − B = x ∈ A ⟼ − B
11 xnegneg ⊢ y ∈ ℝ * → − − y = y
12 11 eqcomd ⊢ y ∈ ℝ * → y = − − y
13 12 adantr ⊢ y ∈ ℝ * ∧ − y = B → y = − − y
14 xnegeq ⊢ − y = B → − − y = − B
15 14 adantl ⊢ y ∈ ℝ * ∧ − y = B → − − y = − B
16 13 15 eqtrd ⊢ y ∈ ℝ * ∧ − y = B → y = − B
17 16 ex ⊢ y ∈ ℝ * → − y = B → y = − B
18 17 reximdv ⊢ y ∈ ℝ * → ∃ x ∈ A − y = B → ∃ x ∈ A y = − B
19 18 imp ⊢ y ∈ ℝ * ∧ ∃ x ∈ A − y = B → ∃ x ∈ A y = − B
20 simpl ⊢ y ∈ ℝ * ∧ ∃ x ∈ A − y = B → y ∈ ℝ *
21 10 19 20 elrnmptd ⊢ y ∈ ℝ * ∧ ∃ x ∈ A − y = B → y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ − B
22 9 21 sylan2 ⊢ y ∈ ℝ * ∧ − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B → y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ − B
23 22 ex ⊢ y ∈ ℝ * → − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B → y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ − B
24 23 rgen ⊢ ∀ y ∈ ℝ * − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B → y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ − B
25 rabss ⊢ y ∈ ℝ * | − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B ⊆ ran ⁡ x ∈ A ⟼ − B ↔ ∀ y ∈ ℝ * − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B → y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ − B
26 25 biimpri ⊢ ∀ y ∈ ℝ * − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B → y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ − B → y ∈ ℝ * | − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B ⊆ ran ⁡ x ∈ A ⟼ − B
27 24 26 ax-mp ⊢ y ∈ ℝ * | − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B ⊆ ran ⁡ x ∈ A ⟼ − B
28 27 a1i ⊢ φ → y ∈ ℝ * | − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B ⊆ ran ⁡ x ∈ A ⟼ − B
29 nfcv ⊢ Ⅎ _ x − y
30 nfmpt1 ⊢ Ⅎ _ x x ∈ A ⟼ B
31 30 nfrn ⊢ Ⅎ _ x ran ⁡ x ∈ A ⟼ B
32 29 31 nfel ⊢ Ⅎ x − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B
33 nfcv ⊢ Ⅎ _ x ℝ *
34 32 33 nfrabw ⊢ Ⅎ _ x y ∈ ℝ * | − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B
35 xnegeq ⊢ y = − B → − y = − − B
36 35 eleq1d ⊢ y = − B → − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B ↔ − − B ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B
37 2 xnegcld ⊢ φ ∧ x ∈ A → − B ∈ ℝ *
38 xnegneg ⊢ B ∈ ℝ * → − − B = B
39 2 38 syl ⊢ φ ∧ x ∈ A → − − B = B
40 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ A → x ∈ A
41 3 40 2 elrnmpt1d ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B
42 39 41 eqeltrd ⊢ φ ∧ x ∈ A → − − B ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B
43 36 37 42 elrabd ⊢ φ ∧ x ∈ A → − B ∈ y ∈ ℝ * | − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B
44 1 34 10 43 rnmptssdf ⊢ φ → ran ⁡ x ∈ A ⟼ − B ⊆ y ∈ ℝ * | − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B
45 28 44 eqssd ⊢ φ → y ∈ ℝ * | − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B = ran ⁡ x ∈ A ⟼ − B
46 45 infeq1d ⊢ φ → inf y ∈ ℝ * | − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B ℝ * < = inf ran ⁡ x ∈ A ⟼ − B ℝ * <
47 46 xnegeqd ⊢ φ → − inf y ∈ ℝ * | − y ∈ ran ⁡ x ∈ A ⟼ B ℝ * < = − inf ran ⁡ x ∈ A ⟼ − B ℝ * <
48 5 47 eqtrd ⊢ φ → sup ran ⁡ x ∈ A ⟼ B ℝ * < = − inf ran ⁡ x ∈ A ⟼ − B ℝ * <