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

Theorem uzsup 12602
Description: An upper set of integers is unbounded above. (Contributed by Mario Carneiro, 7-May-2016.)
Hypothesis
Ref Expression
uzsup.1 𝑍 = (ℤ𝑀)
Assertion
Ref Expression
uzsup (𝑀 ∈ ℤ → sup(𝑍, ℝ*, < ) = +∞)

Proof of Theorem uzsup
Dummy variables 𝑥 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpl 473 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 𝑀 ∈ ℤ)
2 flcl 12536 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ℝ → (⌊‘𝑥) ∈ ℤ)
32peano2zd 11429 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℝ → ((⌊‘𝑥) + 1) ∈ ℤ)
4 id 22 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ ℤ)
5 ifcl 4102 . . . . . . 7 ((((⌊‘𝑥) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → if(𝑀 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1), ((⌊‘𝑥) + 1), 𝑀) ∈ ℤ)
63, 4, 5syl2anr 495 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → if(𝑀 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1), ((⌊‘𝑥) + 1), 𝑀) ∈ ℤ)
7 zre 11325 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ ℝ)
8 reflcl 12537 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ℝ → (⌊‘𝑥) ∈ ℝ)
9 peano2re 10153 . . . . . . . 8 ((⌊‘𝑥) ∈ ℝ → ((⌊‘𝑥) + 1) ∈ ℝ)
108, 9syl 17 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℝ → ((⌊‘𝑥) + 1) ∈ ℝ)
11 max1 11959 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ ((⌊‘𝑥) + 1) ∈ ℝ) → 𝑀 ≤ if(𝑀 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1), ((⌊‘𝑥) + 1), 𝑀))
127, 10, 11syl2an 494 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 𝑀 ≤ if(𝑀 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1), ((⌊‘𝑥) + 1), 𝑀))
13 eluz2 11637 . . . . . 6 (if(𝑀 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1), ((⌊‘𝑥) + 1), 𝑀) ∈ (ℤ𝑀) ↔ (𝑀 ∈ ℤ ∧ if(𝑀 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1), ((⌊‘𝑥) + 1), 𝑀) ∈ ℤ ∧ 𝑀 ≤ if(𝑀 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1), ((⌊‘𝑥) + 1), 𝑀)))
141, 6, 12, 13syl3anbrc 1244 . . . . 5 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → if(𝑀 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1), ((⌊‘𝑥) + 1), 𝑀) ∈ (ℤ𝑀))
15 uzsup.1 . . . . 5 𝑍 = (ℤ𝑀)
1614, 15syl6eleqr 2709 . . . 4 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → if(𝑀 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1), ((⌊‘𝑥) + 1), 𝑀) ∈ 𝑍)
17 simpr 477 . . . . 5 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 𝑥 ∈ ℝ)
1810adantl 482 . . . . 5 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → ((⌊‘𝑥) + 1) ∈ ℝ)
196zred 11426 . . . . 5 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → if(𝑀 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1), ((⌊‘𝑥) + 1), 𝑀) ∈ ℝ)
20 fllep1 12542 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ℝ → 𝑥 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1))
2120adantl 482 . . . . 5 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 𝑥 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1))
22 max2 11961 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ ((⌊‘𝑥) + 1) ∈ ℝ) → ((⌊‘𝑥) + 1) ≤ if(𝑀 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1), ((⌊‘𝑥) + 1), 𝑀))
237, 10, 22syl2an 494 . . . . 5 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → ((⌊‘𝑥) + 1) ≤ if(𝑀 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1), ((⌊‘𝑥) + 1), 𝑀))
2417, 18, 19, 21, 23letrd 10138 . . . 4 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → 𝑥 ≤ if(𝑀 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1), ((⌊‘𝑥) + 1), 𝑀))
25 breq2 4617 . . . . 5 (𝑛 = if(𝑀 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1), ((⌊‘𝑥) + 1), 𝑀) → (𝑥𝑛𝑥 ≤ if(𝑀 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1), ((⌊‘𝑥) + 1), 𝑀)))
2625rspcev 3295 . . . 4 ((if(𝑀 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1), ((⌊‘𝑥) + 1), 𝑀) ∈ 𝑍𝑥 ≤ if(𝑀 ≤ ((⌊‘𝑥) + 1), ((⌊‘𝑥) + 1), 𝑀)) → ∃𝑛𝑍 𝑥𝑛)
2716, 24, 26syl2anc 692 . . 3 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℝ) → ∃𝑛𝑍 𝑥𝑛)
2827ralrimiva 2960 . 2 (𝑀 ∈ ℤ → ∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑛𝑍 𝑥𝑛)
29 uzssz 11651 . . . . . 6 (ℤ𝑀) ⊆ ℤ
3015, 29eqsstri 3614 . . . . 5 𝑍 ⊆ ℤ
31 zssre 11328 . . . . 5 ℤ ⊆ ℝ
3230, 31sstri 3592 . . . 4 𝑍 ⊆ ℝ
33 ressxr 10027 . . . 4 ℝ ⊆ ℝ*
3432, 33sstri 3592 . . 3 𝑍 ⊆ ℝ*
35 supxrunb1 12092 . . 3 (𝑍 ⊆ ℝ* → (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑛𝑍 𝑥𝑛 ↔ sup(𝑍, ℝ*, < ) = +∞))
3634, 35ax-mp 5 . 2 (∀𝑥 ∈ ℝ ∃𝑛𝑍 𝑥𝑛 ↔ sup(𝑍, ℝ*, < ) = +∞)
3728, 36sylib 208 1 (𝑀 ∈ ℤ → sup(𝑍, ℝ*, < ) = +∞)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384   = wceq 1480  wcel 1987  wral 2907  wrex 2908  wss 3555  ifcif 4058   class class class wbr 4613  cfv 5847  (class class class)co 6604  supcsup 8290  cr 9879  1c1 9881   + caddc 9883  +∞cpnf 10015  *cxr 10017   < clt 10018  cle 10019  cz 11321  cuz 11631  cfl 12531
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902  ax-cnex 9936  ax-resscn 9937  ax-1cn 9938  ax-icn 9939  ax-addcl 9940  ax-addrcl 9941  ax-mulcl 9942  ax-mulrcl 9943  ax-mulcom 9944  ax-addass 9945  ax-mulass 9946  ax-distr 9947  ax-i2m1 9948  ax-1ne0 9949  ax-1rid 9950  ax-rnegex 9951  ax-rrecex 9952  ax-cnre 9953  ax-pre-lttri 9954  ax-pre-lttrn 9955  ax-pre-ltadd 9956  ax-pre-mulgt0 9957  ax-pre-sup 9958
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-pss 3571  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-tp 4153  df-op 4155  df-uni 4403  df-iun 4487  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-tr 4713  df-eprel 4985  df-id 4989  df-po 4995  df-so 4996  df-fr 5033  df-we 5035  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-pred 5639  df-ord 5685  df-on 5686  df-lim 5687  df-suc 5688  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-riota 6565  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-om 7013  df-wrecs 7352  df-recs 7413  df-rdg 7451  df-er 7687  df-en 7900  df-dom 7901  df-sdom 7902  df-sup 8292  df-inf 8293  df-pnf 10020  df-mnf 10021  df-xr 10022  df-ltxr 10023  df-le 10024  df-sub 10212  df-neg 10213  df-nn 10965  df-n0 11237  df-z 11322  df-uz 11632  df-fl 12533
This theorem is referenced by:  climrecl  14248  climge0  14249  caurcvg  14341  caucvg  14343  mbflimsup  23339  limsupvaluz  39344  ioodvbdlimc1lem2  39453  ioodvbdlimc2lem  39455
  Copyright terms: Public domain W3C validator