MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  supcvg Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem supcvg 14632
Description: Extract a sequence 𝑓 in 𝑋 such that the image of the points in the bounded set 𝐴 converges to the supremum 𝑆 of the set. Similar to Equation 4 of [Kreyszig] p. 144. The proof uses countable choice ax-cc 9295. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Feb-2013.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 26-Apr-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
supcvg.1 𝑋 ∈ V
supcvg.2 𝑆 = sup(𝐴, ℝ, < )
supcvg.3 𝑅 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑆 − (1 / 𝑛)))
supcvg.4 (𝜑𝑋 ≠ ∅)
supcvg.5 (𝜑𝐹:𝑋onto𝐴)
supcvg.6 (𝜑𝐴 ⊆ ℝ)
supcvg.7 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥)
Assertion
Ref Expression
supcvg (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:ℕ⟶𝑋 ∧ (𝐹𝑓) ⇝ 𝑆))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑓,𝐹   𝑓,𝑛,𝜑   𝑅,𝑓,𝑥   𝑓,𝑋,𝑥   𝑥,𝑦,𝐴   𝑆,𝑛
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦)   𝐴(𝑓,𝑛)   𝑅(𝑦,𝑛)   𝑆(𝑥,𝑦,𝑓)   𝐹(𝑦,𝑛)   𝑋(𝑦,𝑛)

Proof of Theorem supcvg
Dummy variables 𝑘 𝑚 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq2 6698 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑘 → (1 / 𝑛) = (1 / 𝑘))
21oveq2d 6706 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 𝑘 → (𝑆 − (1 / 𝑛)) = (𝑆 − (1 / 𝑘)))
3 supcvg.3 . . . . . . . . . . 11 𝑅 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑆 − (1 / 𝑛)))
4 ovex 6718 . . . . . . . . . . 11 (𝑆 − (1 / 𝑘)) ∈ V
52, 3, 4fvmpt 6321 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ → (𝑅𝑘) = (𝑆 − (1 / 𝑘)))
65adantl 481 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝑅𝑘) = (𝑆 − (1 / 𝑘)))
7 supcvg.2 . . . . . . . . . . 11 𝑆 = sup(𝐴, ℝ, < )
8 supcvg.6 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐴 ⊆ ℝ)
9 supcvg.4 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝑋 ≠ ∅)
10 supcvg.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑𝐹:𝑋onto𝐴)
11 fof 6153 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐹:𝑋onto𝐴𝐹:𝑋𝐴)
1210, 11syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑𝐹:𝑋𝐴)
13 feq3 6066 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐴 = ∅ → (𝐹:𝑋𝐴𝐹:𝑋⟶∅))
1412, 13syl5ibcom 235 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → (𝐴 = ∅ → 𝐹:𝑋⟶∅))
15 f00 6125 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐹:𝑋⟶∅ ↔ (𝐹 = ∅ ∧ 𝑋 = ∅))
1615simprbi 479 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐹:𝑋⟶∅ → 𝑋 = ∅)
1714, 16syl6 35 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝐴 = ∅ → 𝑋 = ∅))
1817necon3d 2844 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝑋 ≠ ∅ → 𝐴 ≠ ∅))
199, 18mpd 15 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐴 ≠ ∅)
20 supcvg.7 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥)
218, 19, 203jca 1261 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥))
22 suprcl 11021 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥) → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ ℝ)
2321, 22syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ ℝ)
247, 23syl5eqel 2734 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑆 ∈ ℝ)
25 nnrp 11880 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℝ+)
2625rpreccld 11920 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ → (1 / 𝑘) ∈ ℝ+)
27 ltsubrp 11904 . . . . . . . . . 10 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (1 / 𝑘) ∈ ℝ+) → (𝑆 − (1 / 𝑘)) < 𝑆)
2824, 26, 27syl2an 493 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝑆 − (1 / 𝑘)) < 𝑆)
296, 28eqbrtrd 4707 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝑅𝑘) < 𝑆)
3029, 7syl6breq 4726 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝑅𝑘) < sup(𝐴, ℝ, < ))
3121adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥))
32 nnrecre 11095 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ → (1 / 𝑛) ∈ ℝ)
33 resubcl 10383 . . . . . . . . . . 11 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (1 / 𝑛) ∈ ℝ) → (𝑆 − (1 / 𝑛)) ∈ ℝ)
3424, 32, 33syl2an 493 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝑆 − (1 / 𝑛)) ∈ ℝ)
3534, 3fmptd 6425 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑅:ℕ⟶ℝ)
3635ffvelrnda 6399 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝑅𝑘) ∈ ℝ)
37 suprlub 11025 . . . . . . . 8 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥) ∧ (𝑅𝑘) ∈ ℝ) → ((𝑅𝑘) < sup(𝐴, ℝ, < ) ↔ ∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) < 𝑧))
3831, 36, 37syl2anc 694 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑅𝑘) < sup(𝐴, ℝ, < ) ↔ ∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) < 𝑧))
3930, 38mpbid 222 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) < 𝑧)
4036adantr 480 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑧𝐴) → (𝑅𝑘) ∈ ℝ)
418adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ⊆ ℝ)
4241sselda 3636 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑧𝐴) → 𝑧 ∈ ℝ)
43 ltle 10164 . . . . . . . 8 (((𝑅𝑘) ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝑅𝑘) < 𝑧 → (𝑅𝑘) ≤ 𝑧))
4440, 42, 43syl2anc 694 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑧𝐴) → ((𝑅𝑘) < 𝑧 → (𝑅𝑘) ≤ 𝑧))
4544reximdva 3046 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) < 𝑧 → ∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) ≤ 𝑧))
4639, 45mpd 15 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) ≤ 𝑧)
47 forn 6156 . . . . . . . . 9 (𝐹:𝑋onto𝐴 → ran 𝐹 = 𝐴)
4810, 47syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → ran 𝐹 = 𝐴)
4948rexeqdv 3175 . . . . . . 7 (𝜑 → (∃𝑧 ∈ ran 𝐹(𝑅𝑘) ≤ 𝑧 ↔ ∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) ≤ 𝑧))
50 ffn 6083 . . . . . . . 8 (𝐹:𝑋𝐴𝐹 Fn 𝑋)
51 breq2 4689 . . . . . . . . 9 (𝑧 = (𝐹𝑥) → ((𝑅𝑘) ≤ 𝑧 ↔ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥)))
5251rexrn 6401 . . . . . . . 8 (𝐹 Fn 𝑋 → (∃𝑧 ∈ ran 𝐹(𝑅𝑘) ≤ 𝑧 ↔ ∃𝑥𝑋 (𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥)))
5312, 50, 523syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (∃𝑧 ∈ ran 𝐹(𝑅𝑘) ≤ 𝑧 ↔ ∃𝑥𝑋 (𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥)))
5449, 53bitr3d 270 . . . . . 6 (𝜑 → (∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) ≤ 𝑧 ↔ ∃𝑥𝑋 (𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥)))
5554adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) ≤ 𝑧 ↔ ∃𝑥𝑋 (𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥)))
5646, 55mpbid 222 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ∃𝑥𝑋 (𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥))
5756ralrimiva 2995 . . 3 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ ℕ ∃𝑥𝑋 (𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥))
58 supcvg.1 . . . 4 𝑋 ∈ V
59 nnenom 12819 . . . 4 ℕ ≈ ω
60 fveq2 6229 . . . . 5 (𝑥 = (𝑓𝑘) → (𝐹𝑥) = (𝐹‘(𝑓𝑘)))
6160breq2d 4697 . . . 4 (𝑥 = (𝑓𝑘) → ((𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥) ↔ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))))
6258, 59, 61axcc4 9299 . . 3 (∀𝑘 ∈ ℕ ∃𝑥𝑋 (𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥) → ∃𝑓(𝑓:ℕ⟶𝑋 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))))
6357, 62syl 17 . 2 (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:ℕ⟶𝑋 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))))
64 nnuz 11761 . . . . . 6 ℕ = (ℤ‘1)
65 1zzd 11446 . . . . . 6 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → 1 ∈ ℤ)
66 1zzd 11446 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
6724recnd 10106 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑆 ∈ ℂ)
68 1z 11445 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℤ
6964eqimss2i 3693 . . . . . . . . . . 11 (ℤ‘1) ⊆ ℕ
70 nnex 11064 . . . . . . . . . . 11 ℕ ∈ V
7169, 70climconst2 14323 . . . . . . . . . 10 ((𝑆 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℤ) → (ℕ × {𝑆}) ⇝ 𝑆)
7267, 68, 71sylancl 695 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℕ × {𝑆}) ⇝ 𝑆)
7370mptex 6527 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑆 − (1 / 𝑛))) ∈ V
743, 73eqeltri 2726 . . . . . . . . . 10 𝑅 ∈ V
7574a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑅 ∈ V)
76 ax-1cn 10032 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℂ
77 divcnv 14629 . . . . . . . . . 10 (1 ∈ ℂ → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛)) ⇝ 0)
7876, 77mp1i 13 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛)) ⇝ 0)
79 fvconst2g 6508 . . . . . . . . . . 11 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((ℕ × {𝑆})‘𝑘) = 𝑆)
8024, 79sylan 487 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((ℕ × {𝑆})‘𝑘) = 𝑆)
8167adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 𝑆 ∈ ℂ)
8280, 81eqeltrd 2730 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((ℕ × {𝑆})‘𝑘) ∈ ℂ)
83 eqid 2651 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛)) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛))
84 ovex 6718 . . . . . . . . . . . 12 (1 / 𝑘) ∈ V
851, 83, 84fvmpt 6321 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛))‘𝑘) = (1 / 𝑘))
8685adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛))‘𝑘) = (1 / 𝑘))
87 nnrecre 11095 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ → (1 / 𝑘) ∈ ℝ)
8887recnd 10106 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ → (1 / 𝑘) ∈ ℂ)
8988adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (1 / 𝑘) ∈ ℂ)
9086, 89eqeltrd 2730 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛))‘𝑘) ∈ ℂ)
9180, 86oveq12d 6708 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((ℕ × {𝑆})‘𝑘) − ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛))‘𝑘)) = (𝑆 − (1 / 𝑘)))
926, 91eqtr4d 2688 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝑅𝑘) = (((ℕ × {𝑆})‘𝑘) − ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛))‘𝑘)))
9364, 66, 72, 75, 78, 82, 90, 92climsub 14408 . . . . . . . 8 (𝜑𝑅 ⇝ (𝑆 − 0))
9467subid1d 10419 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑆 − 0) = 𝑆)
9593, 94breqtrd 4711 . . . . . . 7 (𝜑𝑅𝑆)
9695ad2antrr 762 . . . . . 6 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → 𝑅𝑆)
9712ad2antrr 762 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → 𝐹:𝑋𝐴)
98 fex 6530 . . . . . . . 8 ((𝐹:𝑋𝐴𝑋 ∈ V) → 𝐹 ∈ V)
9997, 58, 98sylancl 695 . . . . . . 7 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → 𝐹 ∈ V)
100 vex 3234 . . . . . . 7 𝑓 ∈ V
101 coexg 7159 . . . . . . 7 ((𝐹 ∈ V ∧ 𝑓 ∈ V) → (𝐹𝑓) ∈ V)
10299, 100, 101sylancl 695 . . . . . 6 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → (𝐹𝑓) ∈ V)
10335ad2antrr 762 . . . . . . 7 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → 𝑅:ℕ⟶ℝ)
104103ffvelrnda 6399 . . . . . 6 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑅𝑚) ∈ ℝ)
10512, 8fssd 6095 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐹:𝑋⟶ℝ)
106 fco 6096 . . . . . . . . 9 ((𝐹:𝑋⟶ℝ ∧ 𝑓:ℕ⟶𝑋) → (𝐹𝑓):ℕ⟶ℝ)
107105, 106sylan 487 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) → (𝐹𝑓):ℕ⟶ℝ)
108107adantr 480 . . . . . . 7 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → (𝐹𝑓):ℕ⟶ℝ)
109108ffvelrnda 6399 . . . . . 6 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝐹𝑓)‘𝑚) ∈ ℝ)
110 fveq2 6229 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑚 → (𝑅𝑘) = (𝑅𝑚))
111 fveq2 6229 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑚 → (𝑓𝑘) = (𝑓𝑚))
112111fveq2d 6233 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑚 → (𝐹‘(𝑓𝑘)) = (𝐹‘(𝑓𝑚)))
113110, 112breq12d 4698 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑚 → ((𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘)) ↔ (𝑅𝑚) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑚))))
114113rspccva 3339 . . . . . . . 8 ((∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑅𝑚) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑚)))
115114adantll 750 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑅𝑚) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑚)))
116 simplr 807 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → 𝑓:ℕ⟶𝑋)
117 fvco3 6314 . . . . . . . 8 ((𝑓:ℕ⟶𝑋𝑚 ∈ ℕ) → ((𝐹𝑓)‘𝑚) = (𝐹‘(𝑓𝑚)))
118116, 117sylan 487 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝐹𝑓)‘𝑚) = (𝐹‘(𝑓𝑚)))
119115, 118breqtrrd 4713 . . . . . 6 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑅𝑚) ≤ ((𝐹𝑓)‘𝑚))
12021ad3antrrr 766 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥))
121116ffvelrnda 6399 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑓𝑚) ∈ 𝑋)
12297ffvelrnda 6399 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ (𝑓𝑚) ∈ 𝑋) → (𝐹‘(𝑓𝑚)) ∈ 𝐴)
123121, 122syldan 486 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝑓𝑚)) ∈ 𝐴)
124 suprub 11022 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥) ∧ (𝐹‘(𝑓𝑚)) ∈ 𝐴) → (𝐹‘(𝑓𝑚)) ≤ sup(𝐴, ℝ, < ))
125120, 123, 124syl2anc 694 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝑓𝑚)) ≤ sup(𝐴, ℝ, < ))
126125, 7syl6breqr 4727 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝑓𝑚)) ≤ 𝑆)
127118, 126eqbrtrd 4707 . . . . . 6 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝐹𝑓)‘𝑚) ≤ 𝑆)
12864, 65, 96, 102, 104, 109, 119, 127climsqz 14415 . . . . 5 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → (𝐹𝑓) ⇝ 𝑆)
129128ex 449 . . . 4 ((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) → (∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘)) → (𝐹𝑓) ⇝ 𝑆))
130129imdistanda 729 . . 3 (𝜑 → ((𝑓:ℕ⟶𝑋 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → (𝑓:ℕ⟶𝑋 ∧ (𝐹𝑓) ⇝ 𝑆)))
131130eximdv 1886 . 2 (𝜑 → (∃𝑓(𝑓:ℕ⟶𝑋 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → ∃𝑓(𝑓:ℕ⟶𝑋 ∧ (𝐹𝑓) ⇝ 𝑆)))
13263, 131mpd 15 1 (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:ℕ⟶𝑋 ∧ (𝐹𝑓) ⇝ 𝑆))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 383  w3a 1054   = wceq 1523  wex 1744  wcel 2030  wne 2823  wral 2941  wrex 2942  Vcvv 3231  wss 3607  c0 3948  {csn 4210   class class class wbr 4685  cmpt 4762   × cxp 5141  ran crn 5144  ccom 5147   Fn wfn 5921  wf 5922  ontowfo 5924  cfv 5926  (class class class)co 6690  supcsup 8387  cc 9972  cr 9973  0cc0 9974  1c1 9975   < clt 10112  cle 10113  cmin 10304   / cdiv 10722  cn 11058  cz 11415  cuz 11725  +crp 11870  cli 14259
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-inf2 8576  ax-cc 9295  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-er 7787  df-pm 7902  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-sup 8389  df-inf 8390  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-n0 11331  df-z 11416  df-uz 11726  df-rp 11871  df-fl 12633  df-seq 12842  df-exp 12901  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-clim 14263  df-rlim 14264
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator