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Theorem supxrre

Description: The real and extended real suprema match when the real supremum exists. (Contributed by NM, 18-Oct-2005) (Proof shortened by Mario Carneiro, 7-Sep-2014)

Ref Expression
Assertion supxrre A A x y A y x sup A * < = sup A <

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simp1 A A x y A y x A
2 ressxr *
3 1 2 sstrdi A A x y A y x A *
4 supxrcl A * sup A * < *
5 3 4 syl A A x y A y x sup A * < *
6 suprcl A A x y A y x sup A <
7 6 rexrd A A x y A y x sup A < *
8 6 leidd A A x y A y x sup A < sup A <
9 suprleub A A x y A y x sup A < sup A < sup A < z A z sup A <
10 6 9 mpdan A A x y A y x sup A < sup A < z A z sup A <
11 supxrleub A * sup A < * sup A * < sup A < z A z sup A <
12 3 7 11 syl2anc A A x y A y x sup A * < sup A < z A z sup A <
13 10 12 bitr4d A A x y A y x sup A < sup A < sup A * < sup A <
14 8 13 mpbid A A x y A y x sup A * < sup A <
15 5 xrleidd A A x y A y x sup A * < sup A * <
16 supxrleub A * sup A * < * sup A * < sup A * < x A x sup A * <
17 3 5 16 syl2anc A A x y A y x sup A * < sup A * < x A x sup A * <
18 simp2 A A x y A y x A
19 n0 A z z A
20 18 19 sylib A A x y A y x z z A
21 mnfxr −∞ *
22 21 a1i A A x y A y x z A −∞ *
23 1 sselda A A x y A y x z A z
24 23 rexrd A A x y A y x z A z *
25 5 adantr A A x y A y x z A sup A * < *
26 23 mnfltd A A x y A y x z A −∞ < z
27 supxrub A * z A z sup A * <
28 3 27 sylan A A x y A y x z A z sup A * <
29 22 24 25 26 28 xrltletrd A A x y A y x z A −∞ < sup A * <
30 20 29 exlimddv A A x y A y x −∞ < sup A * <
31 xrre sup A * < * sup A < −∞ < sup A * < sup A * < sup A < sup A * <
32 5 6 30 14 31 syl22anc A A x y A y x sup A * <
33 suprleub A A x y A y x sup A * < sup A < sup A * < x A x sup A * <
34 32 33 mpdan A A x y A y x sup A < sup A * < x A x sup A * <
35 17 34 bitr4d A A x y A y x sup A * < sup A * < sup A < sup A * <
36 15 35 mpbid A A x y A y x sup A < sup A * <
37 5 7 14 36 xrletrid A A x y A y x sup A * < = sup A <