ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  cauappcvgprlemm GIF version

Theorem cauappcvgprlemm 7674
Description: Lemma for cauappcvgpr 7691. The putative limit is inhabited. (Contributed by Jim Kingdon, 18-Jul-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
cauappcvgpr.f (𝜑𝐹:QQ)
cauappcvgpr.app (𝜑 → ∀𝑝Q𝑞Q ((𝐹𝑝) <Q ((𝐹𝑞) +Q (𝑝 +Q 𝑞)) ∧ (𝐹𝑞) <Q ((𝐹𝑝) +Q (𝑝 +Q 𝑞))))
cauappcvgpr.bnd (𝜑 → ∀𝑝Q 𝐴 <Q (𝐹𝑝))
cauappcvgpr.lim 𝐿 = ⟨{𝑙Q ∣ ∃𝑞Q (𝑙 +Q 𝑞) <Q (𝐹𝑞)}, {𝑢Q ∣ ∃𝑞Q ((𝐹𝑞) +Q 𝑞) <Q 𝑢}⟩
Assertion
Ref Expression
cauappcvgprlemm (𝜑 → (∃𝑠Q 𝑠 ∈ (1st𝐿) ∧ ∃𝑟Q 𝑟 ∈ (2nd𝐿)))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑝   𝐿,𝑝,𝑞   𝜑,𝑝,𝑞   𝐿,𝑟,𝑠   𝐴,𝑠,𝑝   𝐹,𝑙,𝑢,𝑝,𝑞,𝑟,𝑠   𝜑,𝑟,𝑠
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑢,𝑙)   𝐴(𝑢,𝑟,𝑞,𝑙)   𝐿(𝑢,𝑙)

Proof of Theorem cauappcvgprlemm
StepHypRef Expression
1 fveq2 5534 . . . . . . 7 (𝑝 = 1Q → (𝐹𝑝) = (𝐹‘1Q))
21breq2d 4030 . . . . . 6 (𝑝 = 1Q → (𝐴 <Q (𝐹𝑝) ↔ 𝐴 <Q (𝐹‘1Q)))
3 cauappcvgpr.bnd . . . . . 6 (𝜑 → ∀𝑝Q 𝐴 <Q (𝐹𝑝))
4 1nq 7395 . . . . . . 7 1QQ
54a1i 9 . . . . . 6 (𝜑 → 1QQ)
62, 3, 5rspcdva 2861 . . . . 5 (𝜑𝐴 <Q (𝐹‘1Q))
7 ltrelnq 7394 . . . . . . 7 <Q ⊆ (Q × Q)
87brel 4696 . . . . . 6 (𝐴 <Q (𝐹‘1Q) → (𝐴Q ∧ (𝐹‘1Q) ∈ Q))
98simpld 112 . . . . 5 (𝐴 <Q (𝐹‘1Q) → 𝐴Q)
106, 9syl 14 . . . 4 (𝜑𝐴Q)
11 halfnqq 7439 . . . 4 (𝐴Q → ∃𝑠Q (𝑠 +Q 𝑠) = 𝐴)
1210, 11syl 14 . . 3 (𝜑 → ∃𝑠Q (𝑠 +Q 𝑠) = 𝐴)
13 simplr 528 . . . . . 6 (((𝜑𝑠Q) ∧ (𝑠 +Q 𝑠) = 𝐴) → 𝑠Q)
143ad2antrr 488 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑠Q) ∧ (𝑠 +Q 𝑠) = 𝐴) → ∀𝑝Q 𝐴 <Q (𝐹𝑝))
15 fveq2 5534 . . . . . . . . . . . 12 (𝑝 = 𝑠 → (𝐹𝑝) = (𝐹𝑠))
1615breq2d 4030 . . . . . . . . . . 11 (𝑝 = 𝑠 → (𝐴 <Q (𝐹𝑝) ↔ 𝐴 <Q (𝐹𝑠)))
1716rspcv 2852 . . . . . . . . . 10 (𝑠Q → (∀𝑝Q 𝐴 <Q (𝐹𝑝) → 𝐴 <Q (𝐹𝑠)))
1817ad2antlr 489 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑠Q) ∧ (𝑠 +Q 𝑠) = 𝐴) → (∀𝑝Q 𝐴 <Q (𝐹𝑝) → 𝐴 <Q (𝐹𝑠)))
1914, 18mpd 13 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑠Q) ∧ (𝑠 +Q 𝑠) = 𝐴) → 𝐴 <Q (𝐹𝑠))
20 breq1 4021 . . . . . . . . 9 ((𝑠 +Q 𝑠) = 𝐴 → ((𝑠 +Q 𝑠) <Q (𝐹𝑠) ↔ 𝐴 <Q (𝐹𝑠)))
2120adantl 277 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑠Q) ∧ (𝑠 +Q 𝑠) = 𝐴) → ((𝑠 +Q 𝑠) <Q (𝐹𝑠) ↔ 𝐴 <Q (𝐹𝑠)))
2219, 21mpbird 167 . . . . . . 7 (((𝜑𝑠Q) ∧ (𝑠 +Q 𝑠) = 𝐴) → (𝑠 +Q 𝑠) <Q (𝐹𝑠))
23 oveq2 5904 . . . . . . . . 9 (𝑞 = 𝑠 → (𝑠 +Q 𝑞) = (𝑠 +Q 𝑠))
24 fveq2 5534 . . . . . . . . 9 (𝑞 = 𝑠 → (𝐹𝑞) = (𝐹𝑠))
2523, 24breq12d 4031 . . . . . . . 8 (𝑞 = 𝑠 → ((𝑠 +Q 𝑞) <Q (𝐹𝑞) ↔ (𝑠 +Q 𝑠) <Q (𝐹𝑠)))
2625rspcev 2856 . . . . . . 7 ((𝑠Q ∧ (𝑠 +Q 𝑠) <Q (𝐹𝑠)) → ∃𝑞Q (𝑠 +Q 𝑞) <Q (𝐹𝑞))
2713, 22, 26syl2anc 411 . . . . . 6 (((𝜑𝑠Q) ∧ (𝑠 +Q 𝑠) = 𝐴) → ∃𝑞Q (𝑠 +Q 𝑞) <Q (𝐹𝑞))
28 oveq1 5903 . . . . . . . . 9 (𝑙 = 𝑠 → (𝑙 +Q 𝑞) = (𝑠 +Q 𝑞))
2928breq1d 4028 . . . . . . . 8 (𝑙 = 𝑠 → ((𝑙 +Q 𝑞) <Q (𝐹𝑞) ↔ (𝑠 +Q 𝑞) <Q (𝐹𝑞)))
3029rexbidv 2491 . . . . . . 7 (𝑙 = 𝑠 → (∃𝑞Q (𝑙 +Q 𝑞) <Q (𝐹𝑞) ↔ ∃𝑞Q (𝑠 +Q 𝑞) <Q (𝐹𝑞)))
31 cauappcvgpr.lim . . . . . . . . 9 𝐿 = ⟨{𝑙Q ∣ ∃𝑞Q (𝑙 +Q 𝑞) <Q (𝐹𝑞)}, {𝑢Q ∣ ∃𝑞Q ((𝐹𝑞) +Q 𝑞) <Q 𝑢}⟩
3231fveq2i 5537 . . . . . . . 8 (1st𝐿) = (1st ‘⟨{𝑙Q ∣ ∃𝑞Q (𝑙 +Q 𝑞) <Q (𝐹𝑞)}, {𝑢Q ∣ ∃𝑞Q ((𝐹𝑞) +Q 𝑞) <Q 𝑢}⟩)
33 nqex 7392 . . . . . . . . . 10 Q ∈ V
3433rabex 4162 . . . . . . . . 9 {𝑙Q ∣ ∃𝑞Q (𝑙 +Q 𝑞) <Q (𝐹𝑞)} ∈ V
3533rabex 4162 . . . . . . . . 9 {𝑢Q ∣ ∃𝑞Q ((𝐹𝑞) +Q 𝑞) <Q 𝑢} ∈ V
3634, 35op1st 6171 . . . . . . . 8 (1st ‘⟨{𝑙Q ∣ ∃𝑞Q (𝑙 +Q 𝑞) <Q (𝐹𝑞)}, {𝑢Q ∣ ∃𝑞Q ((𝐹𝑞) +Q 𝑞) <Q 𝑢}⟩) = {𝑙Q ∣ ∃𝑞Q (𝑙 +Q 𝑞) <Q (𝐹𝑞)}
3732, 36eqtri 2210 . . . . . . 7 (1st𝐿) = {𝑙Q ∣ ∃𝑞Q (𝑙 +Q 𝑞) <Q (𝐹𝑞)}
3830, 37elrab2 2911 . . . . . 6 (𝑠 ∈ (1st𝐿) ↔ (𝑠Q ∧ ∃𝑞Q (𝑠 +Q 𝑞) <Q (𝐹𝑞)))
3913, 27, 38sylanbrc 417 . . . . 5 (((𝜑𝑠Q) ∧ (𝑠 +Q 𝑠) = 𝐴) → 𝑠 ∈ (1st𝐿))
4039ex 115 . . . 4 ((𝜑𝑠Q) → ((𝑠 +Q 𝑠) = 𝐴𝑠 ∈ (1st𝐿)))
4140reximdva 2592 . . 3 (𝜑 → (∃𝑠Q (𝑠 +Q 𝑠) = 𝐴 → ∃𝑠Q 𝑠 ∈ (1st𝐿)))
4212, 41mpd 13 . 2 (𝜑 → ∃𝑠Q 𝑠 ∈ (1st𝐿))
43 cauappcvgpr.f . . . . . 6 (𝜑𝐹:QQ)
4443, 5ffvelcdmd 5673 . . . . 5 (𝜑 → (𝐹‘1Q) ∈ Q)
45 addclnq 7404 . . . . 5 (((𝐹‘1Q) ∈ Q ∧ 1QQ) → ((𝐹‘1Q) +Q 1Q) ∈ Q)
4644, 5, 45syl2anc 411 . . . 4 (𝜑 → ((𝐹‘1Q) +Q 1Q) ∈ Q)
47 addclnq 7404 . . . 4 ((((𝐹‘1Q) +Q 1Q) ∈ Q ∧ 1QQ) → (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q) ∈ Q)
4846, 5, 47syl2anc 411 . . 3 (𝜑 → (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q) ∈ Q)
49 ltaddnq 7436 . . . . . 6 ((((𝐹‘1Q) +Q 1Q) ∈ Q ∧ 1QQ) → ((𝐹‘1Q) +Q 1Q) <Q (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q))
5046, 5, 49syl2anc 411 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐹‘1Q) +Q 1Q) <Q (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q))
51 fveq2 5534 . . . . . . . 8 (𝑞 = 1Q → (𝐹𝑞) = (𝐹‘1Q))
52 id 19 . . . . . . . 8 (𝑞 = 1Q𝑞 = 1Q)
5351, 52oveq12d 5914 . . . . . . 7 (𝑞 = 1Q → ((𝐹𝑞) +Q 𝑞) = ((𝐹‘1Q) +Q 1Q))
5453breq1d 4028 . . . . . 6 (𝑞 = 1Q → (((𝐹𝑞) +Q 𝑞) <Q (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q) ↔ ((𝐹‘1Q) +Q 1Q) <Q (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q)))
5554rspcev 2856 . . . . 5 ((1QQ ∧ ((𝐹‘1Q) +Q 1Q) <Q (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q)) → ∃𝑞Q ((𝐹𝑞) +Q 𝑞) <Q (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q))
565, 50, 55syl2anc 411 . . . 4 (𝜑 → ∃𝑞Q ((𝐹𝑞) +Q 𝑞) <Q (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q))
57 breq2 4022 . . . . . 6 (𝑢 = (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q) → (((𝐹𝑞) +Q 𝑞) <Q 𝑢 ↔ ((𝐹𝑞) +Q 𝑞) <Q (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q)))
5857rexbidv 2491 . . . . 5 (𝑢 = (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q) → (∃𝑞Q ((𝐹𝑞) +Q 𝑞) <Q 𝑢 ↔ ∃𝑞Q ((𝐹𝑞) +Q 𝑞) <Q (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q)))
5931fveq2i 5537 . . . . . 6 (2nd𝐿) = (2nd ‘⟨{𝑙Q ∣ ∃𝑞Q (𝑙 +Q 𝑞) <Q (𝐹𝑞)}, {𝑢Q ∣ ∃𝑞Q ((𝐹𝑞) +Q 𝑞) <Q 𝑢}⟩)
6034, 35op2nd 6172 . . . . . 6 (2nd ‘⟨{𝑙Q ∣ ∃𝑞Q (𝑙 +Q 𝑞) <Q (𝐹𝑞)}, {𝑢Q ∣ ∃𝑞Q ((𝐹𝑞) +Q 𝑞) <Q 𝑢}⟩) = {𝑢Q ∣ ∃𝑞Q ((𝐹𝑞) +Q 𝑞) <Q 𝑢}
6159, 60eqtri 2210 . . . . 5 (2nd𝐿) = {𝑢Q ∣ ∃𝑞Q ((𝐹𝑞) +Q 𝑞) <Q 𝑢}
6258, 61elrab2 2911 . . . 4 ((((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q) ∈ (2nd𝐿) ↔ ((((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q) ∈ Q ∧ ∃𝑞Q ((𝐹𝑞) +Q 𝑞) <Q (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q)))
6348, 56, 62sylanbrc 417 . . 3 (𝜑 → (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q) ∈ (2nd𝐿))
64 eleq1 2252 . . . 4 (𝑟 = (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q) → (𝑟 ∈ (2nd𝐿) ↔ (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q) ∈ (2nd𝐿)))
6564rspcev 2856 . . 3 (((((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q) ∈ Q ∧ (((𝐹‘1Q) +Q 1Q) +Q 1Q) ∈ (2nd𝐿)) → ∃𝑟Q 𝑟 ∈ (2nd𝐿))
6648, 63, 65syl2anc 411 . 2 (𝜑 → ∃𝑟Q 𝑟 ∈ (2nd𝐿))
6742, 66jca 306 1 (𝜑 → (∃𝑠Q 𝑠 ∈ (1st𝐿) ∧ ∃𝑟Q 𝑟 ∈ (2nd𝐿)))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104  wb 105   = wceq 1364  wcel 2160  wral 2468  wrex 2469  {crab 2472  cop 3610   class class class wbr 4018  wf 5231  cfv 5235  (class class class)co 5896  1st c1st 6163  2nd c2nd 6164  Qcnq 7309  1Qc1q 7310   +Q cplq 7311   <Q cltq 7314
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2162  ax-14 2163  ax-ext 2171  ax-coll 4133  ax-sep 4136  ax-nul 4144  ax-pow 4192  ax-pr 4227  ax-un 4451  ax-setind 4554  ax-iinf 4605
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2041  df-mo 2042  df-clab 2176  df-cleq 2182  df-clel 2185  df-nfc 2321  df-ne 2361  df-ral 2473  df-rex 2474  df-reu 2475  df-rab 2477  df-v 2754  df-sbc 2978  df-csb 3073  df-dif 3146  df-un 3148  df-in 3150  df-ss 3157  df-nul 3438  df-pw 3592  df-sn 3613  df-pr 3614  df-op 3616  df-uni 3825  df-int 3860  df-iun 3903  df-br 4019  df-opab 4080  df-mpt 4081  df-tr 4117  df-eprel 4307  df-id 4311  df-iord 4384  df-on 4386  df-suc 4389  df-iom 4608  df-xp 4650  df-rel 4651  df-cnv 4652  df-co 4653  df-dm 4654  df-rn 4655  df-res 4656  df-ima 4657  df-iota 5196  df-fun 5237  df-fn 5238  df-f 5239  df-f1 5240  df-fo 5241  df-f1o 5242  df-fv 5243  df-ov 5899  df-oprab 5900  df-mpo 5901  df-1st 6165  df-2nd 6166  df-recs 6330  df-irdg 6395  df-1o 6441  df-oadd 6445  df-omul 6446  df-er 6559  df-ec 6561  df-qs 6565  df-ni 7333  df-pli 7334  df-mi 7335  df-lti 7336  df-plpq 7373  df-mpq 7374  df-enq 7376  df-nqqs 7377  df-plqqs 7378  df-mqqs 7379  df-1nqqs 7380  df-rq 7381  df-ltnqqs 7382
This theorem is referenced by:  cauappcvgprlemcl  7682
  Copyright terms: Public domain W3C validator