U no pertenece a S y s* si pertenece a S, luego son distintos y uno será mayor que el otro.
1) Si u>s*
sup(s*,u) = u
u es una cota superior de SU{u} porque
x<=s*<u para todo x € S
Y es la menor cota superior porque si se toma una menor el elemento u será mayor que ella.
Luego sup(SU{u}) = u = sup(s*, u)
2) Si u<s*
entonces sup{s*,u} = s*
s* era supremo de S y es mayor que u, luego es una cota superior de SU{u}
Y es la menor cota superior, porque si existiera una menor se contradiría que s* es el supremo de S
Luego Sup(SU{u}) = s* = sup(s*, u)
Y de las dos se deduce
Sup(SU{u}) = sup (s*, u)
Y eso es todo.