Type | Label | Description |
Statement |
|
Theorem | absnegd 11201 |
Absolute value of negative. (Contributed by Mario Carneiro,
29-May-2016.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ)
โ โข (๐ โ (absโ-๐ด) = (absโ๐ด)) |
|
Theorem | abscjd 11202 |
The absolute value of a number and its conjugate are the same.
Proposition 10-3.7(b) of [Gleason] p.
133. (Contributed by Mario
Carneiro, 29-May-2016.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ)
โ โข (๐ โ (absโ(โโ๐ด)) = (absโ๐ด)) |
|
Theorem | releabsd 11203 |
The real part of a number is less than or equal to its absolute value.
Proposition 10-3.7(d) of [Gleason] p.
133. (Contributed by Mario
Carneiro, 29-May-2016.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ)
โ โข (๐ โ (โโ๐ด) โค (absโ๐ด)) |
|
Theorem | absexpd 11204 |
Absolute value of positive integer exponentiation. (Contributed by
Mario Carneiro, 29-May-2016.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ โ
โ0) โ โข (๐ โ (absโ(๐ดโ๐)) = ((absโ๐ด)โ๐)) |
|
Theorem | abssubd 11205 |
Swapping order of subtraction doesn't change the absolute value.
Example of [Apostol] p. 363.
(Contributed by Mario Carneiro,
29-May-2016.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ต โ โ)
โ โข (๐ โ (absโ(๐ด โ ๐ต)) = (absโ(๐ต โ ๐ด))) |
|
Theorem | absmuld 11206 |
Absolute value distributes over multiplication. Proposition 10-3.7(f)
of [Gleason] p. 133. (Contributed by
Mario Carneiro, 29-May-2016.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ต โ โ)
โ โข (๐ โ (absโ(๐ด ยท ๐ต)) = ((absโ๐ด) ยท (absโ๐ต))) |
|
Theorem | absdivapd 11207 |
Absolute value distributes over division. (Contributed by Jim
Kingdon, 13-Aug-2021.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ ๐ต # 0) โ โข (๐ โ (absโ(๐ด / ๐ต)) = ((absโ๐ด) / (absโ๐ต))) |
|
Theorem | abstrid 11208 |
Triangle inequality for absolute value. Proposition 10-3.7(h) of
[Gleason] p. 133. (Contributed by Mario
Carneiro, 29-May-2016.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ต โ โ)
โ โข (๐ โ (absโ(๐ด + ๐ต)) โค ((absโ๐ด) + (absโ๐ต))) |
|
Theorem | abs2difd 11209 |
Difference of absolute values. (Contributed by Mario Carneiro,
29-May-2016.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ต โ โ)
โ โข (๐ โ ((absโ๐ด) โ (absโ๐ต)) โค (absโ(๐ด โ ๐ต))) |
|
Theorem | abs2dif2d 11210 |
Difference of absolute values. (Contributed by Mario Carneiro,
29-May-2016.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ต โ โ)
โ โข (๐ โ (absโ(๐ด โ ๐ต)) โค ((absโ๐ด) + (absโ๐ต))) |
|
Theorem | abs2difabsd 11211 |
Absolute value of difference of absolute values. (Contributed by Mario
Carneiro, 29-May-2016.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ต โ โ)
โ โข (๐ โ (absโ((absโ๐ด) โ (absโ๐ต))) โค (absโ(๐ด โ ๐ต))) |
|
Theorem | abs3difd 11212 |
Absolute value of differences around common element. (Contributed by
Mario Carneiro, 29-May-2016.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ)
โ โข (๐ โ (absโ(๐ด โ ๐ต)) โค ((absโ(๐ด โ ๐ถ)) + (absโ(๐ถ โ ๐ต)))) |
|
Theorem | abs3lemd 11213 |
Lemma involving absolute value of differences. (Contributed by Mario
Carneiro, 29-May-2016.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ) & โข (๐ โ ๐ท โ โ) & โข (๐ โ (absโ(๐ด โ ๐ถ)) < (๐ท / 2)) & โข (๐ โ (absโ(๐ถ โ ๐ต)) < (๐ท / 2)) โ โข (๐ โ (absโ(๐ด โ ๐ต)) < ๐ท) |
|
Theorem | qdenre 11214* |
The rational numbers are dense in โ: any real
number can be
approximated with arbitrary precision by a rational number. For order
theoretic density, see qbtwnre 10260. (Contributed by BJ, 15-Oct-2021.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ+) โ
โ๐ฅ โ โ
(absโ(๐ฅ โ
๐ด)) < ๐ต) |
|
4.7.5 The maximum of two real
numbers
|
|
Theorem | maxcom 11215 |
The maximum of two reals is commutative. Lemma 3.9 of [Geuvers], p. 10.
(Contributed by Jim Kingdon, 21-Dec-2021.)
|
โข sup({๐ด, ๐ต}, โ, < ) = sup({๐ต, ๐ด}, โ, < ) |
|
Theorem | maxabsle 11216 |
An upper bound for {๐ด, ๐ต}. (Contributed by Jim Kingdon,
20-Dec-2021.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ ๐ด โค (((๐ด + ๐ต) + (absโ(๐ด โ ๐ต))) / 2)) |
|
Theorem | maxleim 11217 |
Value of maximum when we know which number is larger. (Contributed by
Jim Kingdon, 21-Dec-2021.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ (๐ด โค ๐ต โ sup({๐ด, ๐ต}, โ, < ) = ๐ต)) |
|
Theorem | maxabslemab 11218 |
Lemma for maxabs 11221. A variation of maxleim 11217- that is, if we know
which of two real numbers is larger, we know the maximum of the two.
(Contributed by Jim Kingdon, 21-Dec-2021.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ ๐ด < ๐ต) โ โข (๐ โ (((๐ด + ๐ต) + (absโ(๐ด โ ๐ต))) / 2) = ๐ต) |
|
Theorem | maxabslemlub 11219 |
Lemma for maxabs 11221. A least upper bound for {๐ด, ๐ต}.
(Contributed by Jim Kingdon, 20-Dec-2021.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข (๐ โ ๐ต โ โ) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ) & โข (๐ โ ๐ถ < (((๐ด + ๐ต) + (absโ(๐ด โ ๐ต))) / 2)) โ โข (๐ โ (๐ถ < ๐ด โจ ๐ถ < ๐ต)) |
|
Theorem | maxabslemval 11220* |
Lemma for maxabs 11221. Value of the supremum. (Contributed by
Jim
Kingdon, 22-Dec-2021.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ ((((๐ด + ๐ต) + (absโ(๐ด โ ๐ต))) / 2) โ โ โง โ๐ฅ โ {๐ด, ๐ต} ยฌ (((๐ด + ๐ต) + (absโ(๐ด โ ๐ต))) / 2) < ๐ฅ โง โ๐ฅ โ โ (๐ฅ < (((๐ด + ๐ต) + (absโ(๐ด โ ๐ต))) / 2) โ โ๐ง โ {๐ด, ๐ต}๐ฅ < ๐ง))) |
|
Theorem | maxabs 11221 |
Maximum of two real numbers in terms of absolute value. (Contributed by
Jim Kingdon, 20-Dec-2021.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ sup({๐ด, ๐ต}, โ, < ) = (((๐ด + ๐ต) + (absโ(๐ด โ ๐ต))) / 2)) |
|
Theorem | maxcl 11222 |
The maximum of two real numbers is a real number. (Contributed by Jim
Kingdon, 22-Dec-2021.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ sup({๐ด, ๐ต}, โ, < ) โ
โ) |
|
Theorem | maxle1 11223 |
The maximum of two reals is no smaller than the first real. Lemma 3.10 of
[Geuvers], p. 10. (Contributed by Jim
Kingdon, 21-Dec-2021.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ ๐ด โค sup({๐ด, ๐ต}, โ, < )) |
|
Theorem | maxle2 11224 |
The maximum of two reals is no smaller than the second real. Lemma 3.10
of [Geuvers], p. 10. (Contributed by Jim
Kingdon, 21-Dec-2021.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ ๐ต โค sup({๐ด, ๐ต}, โ, < )) |
|
Theorem | maxleast 11225 |
The maximum of two reals is a least upper bound. Lemma 3.11 of
[Geuvers], p. 10. (Contributed by Jim
Kingdon, 22-Dec-2021.)
|
โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โง (๐ด โค ๐ถ โง ๐ต โค ๐ถ)) โ sup({๐ด, ๐ต}, โ, < ) โค ๐ถ) |
|
Theorem | maxleastb 11226 |
Two ways of saying the maximum of two numbers is less than or equal to a
third. (Contributed by Jim Kingdon, 31-Jan-2022.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โ (sup({๐ด, ๐ต}, โ, < ) โค ๐ถ โ (๐ด โค ๐ถ โง ๐ต โค ๐ถ))) |
|
Theorem | maxleastlt 11227 |
The maximum as a least upper bound, in terms of less than. (Contributed
by Jim Kingdon, 9-Feb-2022.)
|
โข (((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โง (๐ถ โ โ โง ๐ถ < sup({๐ด, ๐ต}, โ, < ))) โ (๐ถ < ๐ด โจ ๐ถ < ๐ต)) |
|
Theorem | maxleb 11228 |
Equivalence of โค and being equal to the maximum of
two reals. Lemma
3.12 of [Geuvers], p. 10. (Contributed by
Jim Kingdon, 21-Dec-2021.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ (๐ด โค ๐ต โ sup({๐ด, ๐ต}, โ, < ) = ๐ต)) |
|
Theorem | dfabsmax 11229 |
Absolute value of a real number in terms of maximum. Definition 3.13 of
[Geuvers], p. 11. (Contributed by BJ and
Jim Kingdon, 21-Dec-2021.)
|
โข (๐ด โ โ โ (absโ๐ด) = sup({๐ด, -๐ด}, โ, < )) |
|
Theorem | maxltsup 11230 |
Two ways of saying the maximum of two numbers is less than a third.
(Contributed by Jim Kingdon, 10-Feb-2022.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โ (sup({๐ด, ๐ต}, โ, < ) < ๐ถ โ (๐ด < ๐ถ โง ๐ต < ๐ถ))) |
|
Theorem | max0addsup 11231 |
The sum of the positive and negative part functions is the absolute value
function over the reals. (Contributed by Jim Kingdon, 30-Jan-2022.)
|
โข (๐ด โ โ โ (sup({๐ด, 0}, โ, < ) +
sup({-๐ด, 0}, โ, <
)) = (absโ๐ด)) |
|
Theorem | rexanre 11232* |
Combine two different upper real properties into one. (Contributed by
Mario Carneiro, 8-May-2016.)
|
โข (๐ด โ โ โ (โ๐ โ โ โ๐ โ ๐ด (๐ โค ๐ โ (๐ โง ๐)) โ (โ๐ โ โ โ๐ โ ๐ด (๐ โค ๐ โ ๐) โง โ๐ โ โ โ๐ โ ๐ด (๐ โค ๐ โ ๐)))) |
|
Theorem | rexico 11233* |
Restrict the base of an upper real quantifier to an upper real set.
(Contributed by Mario Carneiro, 12-May-2016.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ (โ๐ โ (๐ต[,)+โ)โ๐ โ ๐ด (๐ โค ๐ โ ๐) โ โ๐ โ โ โ๐ โ ๐ด (๐ โค ๐ โ ๐))) |
|
Theorem | maxclpr 11234 |
The maximum of two real numbers is one of those numbers if and only if
dichotomy (๐ด โค ๐ต โจ ๐ต โค ๐ด) holds. For example, this can be
combined with zletric 9300 if one is dealing with integers, but real
number
dichotomy in general does not follow from our axioms. (Contributed by Jim
Kingdon, 1-Feb-2022.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ (sup({๐ด, ๐ต}, โ, < ) โ {๐ด, ๐ต} โ (๐ด โค ๐ต โจ ๐ต โค ๐ด))) |
|
Theorem | rpmaxcl 11235 |
The maximum of two positive real numbers is a positive real number.
(Contributed by Jim Kingdon, 10-Nov-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ+ โง ๐ต โ โ+)
โ sup({๐ด, ๐ต}, โ, < ) โ
โ+) |
|
Theorem | zmaxcl 11236 |
The maximum of two integers is an integer. (Contributed by Jim Kingdon,
27-Sep-2022.)
|
โข ((๐ด โ โค โง ๐ต โ โค) โ sup({๐ด, ๐ต}, โ, < ) โ
โค) |
|
Theorem | 2zsupmax 11237 |
Two ways to express the maximum of two integers. Because order of
integers is decidable, we have more flexibility than for real numbers.
(Contributed by Jim Kingdon, 22-Jan-2023.)
|
โข ((๐ด โ โค โง ๐ต โ โค) โ sup({๐ด, ๐ต}, โ, < ) = if(๐ด โค ๐ต, ๐ต, ๐ด)) |
|
Theorem | fimaxre2 11238* |
A nonempty finite set of real numbers has an upper bound. (Contributed
by Jeff Madsen, 27-May-2011.) (Revised by Mario Carneiro,
13-Feb-2014.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ด โ Fin) โ โ๐ฅ โ โ โ๐ฆ โ ๐ด ๐ฆ โค ๐ฅ) |
|
Theorem | negfi 11239* |
The negation of a finite set of real numbers is finite. (Contributed by
AV, 9-Aug-2020.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ด โ Fin) โ {๐ โ โ โฃ -๐ โ ๐ด} โ Fin) |
|
4.7.6 The minimum of two real
numbers
|
|
Theorem | mincom 11240 |
The minimum of two reals is commutative. (Contributed by Jim Kingdon,
8-Feb-2021.)
|
โข inf({๐ด, ๐ต}, โ, < ) = inf({๐ต, ๐ด}, โ, < ) |
|
Theorem | minmax 11241 |
Minimum expressed in terms of maximum. (Contributed by Jim Kingdon,
8-Feb-2021.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ inf({๐ด, ๐ต}, โ, < ) = -sup({-๐ด, -๐ต}, โ, < )) |
|
Theorem | mincl 11242 |
The minumum of two real numbers is a real number. (Contributed by Jim
Kingdon, 25-Apr-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ inf({๐ด, ๐ต}, โ, < ) โ
โ) |
|
Theorem | min1inf 11243 |
The minimum of two numbers is less than or equal to the first.
(Contributed by Jim Kingdon, 8-Feb-2021.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ inf({๐ด, ๐ต}, โ, < ) โค ๐ด) |
|
Theorem | min2inf 11244 |
The minimum of two numbers is less than or equal to the second.
(Contributed by Jim Kingdon, 9-Feb-2021.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ inf({๐ด, ๐ต}, โ, < ) โค ๐ต) |
|
Theorem | lemininf 11245 |
Two ways of saying a number is less than or equal to the minimum of two
others. (Contributed by NM, 3-Aug-2007.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โ (๐ด โค inf({๐ต, ๐ถ}, โ, < ) โ (๐ด โค ๐ต โง ๐ด โค ๐ถ))) |
|
Theorem | ltmininf 11246 |
Two ways of saying a number is less than the minimum of two others.
(Contributed by Jim Kingdon, 10-Feb-2022.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ โง ๐ถ โ โ) โ (๐ด < inf({๐ต, ๐ถ}, โ, < ) โ (๐ด < ๐ต โง ๐ด < ๐ถ))) |
|
Theorem | minabs 11247 |
The minimum of two real numbers in terms of absolute value. (Contributed
by Jim Kingdon, 15-May-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ inf({๐ด, ๐ต}, โ, < ) = (((๐ด + ๐ต) โ (absโ(๐ด โ ๐ต))) / 2)) |
|
Theorem | minclpr 11248 |
The minimum of two real numbers is one of those numbers if and only if
dichotomy (๐ด โค ๐ต โจ ๐ต โค ๐ด) holds. For example, this can be
combined with zletric 9300 if one is dealing with integers, but real
number
dichotomy in general does not follow from our axioms. (Contributed by Jim
Kingdon, 23-May-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ (inf({๐ด, ๐ต}, โ, < ) โ {๐ด, ๐ต} โ (๐ด โค ๐ต โจ ๐ต โค ๐ด))) |
|
Theorem | rpmincl 11249 |
The minumum of two positive real numbers is a positive real number.
(Contributed by Jim Kingdon, 25-Apr-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ+ โง ๐ต โ โ+)
โ inf({๐ด, ๐ต}, โ, < ) โ
โ+) |
|
Theorem | bdtrilem 11250 |
Lemma for bdtri 11251. (Contributed by Steven Nguyen and Jim
Kingdon,
17-May-2023.)
|
โข (((๐ด โ โ โง 0 โค ๐ด) โง (๐ต โ โ โง 0 โค ๐ต) โง ๐ถ โ โ+) โ
((absโ(๐ด โ
๐ถ)) + (absโ(๐ต โ ๐ถ))) โค (๐ถ + (absโ((๐ด + ๐ต) โ ๐ถ)))) |
|
Theorem | bdtri 11251 |
Triangle inequality for bounded values. (Contributed by Jim Kingdon,
15-May-2023.)
|
โข (((๐ด โ โ โง 0 โค ๐ด) โง (๐ต โ โ โง 0 โค ๐ต) โง ๐ถ โ โ+) โ
inf({(๐ด + ๐ต), ๐ถ}, โ, < ) โค (inf({๐ด, ๐ถ}, โ, < ) + inf({๐ต, ๐ถ}, โ, < ))) |
|
Theorem | mul0inf 11252 |
Equality of a product with zero. A bit of a curiosity, in the sense that
theorems like abs00ap 11074 and mulap0bd 8617 may better express the ideas behind
it. (Contributed by Jim Kingdon, 31-Jul-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ ((๐ด ยท ๐ต) = 0 โ inf({(absโ๐ด), (absโ๐ต)}, โ, < ) = 0)) |
|
Theorem | mingeb 11253 |
Equivalence of โค and being equal to the minimum of
two reals.
(Contributed by Jim Kingdon, 14-Oct-2024.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ (๐ด โค ๐ต โ inf({๐ด, ๐ต}, โ, < ) = ๐ด)) |
|
Theorem | 2zinfmin 11254 |
Two ways to express the minimum of two integers. Because order of
integers is decidable, we have more flexibility than for real numbers.
(Contributed by Jim Kingdon, 14-Oct-2024.)
|
โข ((๐ด โ โค โง ๐ต โ โค) โ inf({๐ด, ๐ต}, โ, < ) = if(๐ด โค ๐ต, ๐ด, ๐ต)) |
|
4.7.7 The maximum of two extended
reals
|
|
Theorem | xrmaxleim 11255 |
Value of maximum when we know which extended real is larger.
(Contributed by Jim Kingdon, 25-Apr-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*)
โ (๐ด โค ๐ต โ sup({๐ด, ๐ต}, โ*, < ) = ๐ต)) |
|
Theorem | xrmaxiflemcl 11256 |
Lemma for xrmaxif 11262. Closure. (Contributed by Jim Kingdon,
29-Apr-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*)
โ if(๐ต = +โ,
+โ, if(๐ต = -โ,
๐ด, if(๐ด = +โ, +โ, if(๐ด = -โ, ๐ต, sup({๐ด, ๐ต}, โ, < ))))) โ
โ*) |
|
Theorem | xrmaxifle 11257 |
An upper bound for {๐ด, ๐ต} in the extended reals.
(Contributed by
Jim Kingdon, 26-Apr-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*)
โ ๐ด โค if(๐ต = +โ, +โ, if(๐ต = -โ, ๐ด, if(๐ด = +โ, +โ, if(๐ด = -โ, ๐ต, sup({๐ด, ๐ต}, โ, < )))))) |
|
Theorem | xrmaxiflemab 11258 |
Lemma for xrmaxif 11262. A variation of xrmaxleim 11255- that is, if we know
which of two real numbers is larger, we know the maximum of the two.
(Contributed by Jim Kingdon, 26-Apr-2023.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ*) & โข (๐ โ ๐ต โ โ*) & โข (๐ โ ๐ด < ๐ต) โ โข (๐ โ if(๐ต = +โ, +โ, if(๐ต = -โ, ๐ด, if(๐ด = +โ, +โ, if(๐ด = -โ, ๐ต, sup({๐ด, ๐ต}, โ, < ))))) = ๐ต) |
|
Theorem | xrmaxiflemlub 11259 |
Lemma for xrmaxif 11262. A least upper bound for {๐ด, ๐ต}.
(Contributed by Jim Kingdon, 28-Apr-2023.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ*) & โข (๐ โ ๐ต โ โ*) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ*) & โข (๐ โ ๐ถ < if(๐ต = +โ, +โ, if(๐ต = -โ, ๐ด, if(๐ด = +โ, +โ, if(๐ด = -โ, ๐ต, sup({๐ด, ๐ต}, โ, <
)))))) โ โข (๐ โ (๐ถ < ๐ด โจ ๐ถ < ๐ต)) |
|
Theorem | xrmaxiflemcom 11260 |
Lemma for xrmaxif 11262. Commutativity of an expression which we
will
later show to be the supremum. (Contributed by Jim Kingdon,
29-Apr-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*)
โ if(๐ต = +โ,
+โ, if(๐ต = -โ,
๐ด, if(๐ด = +โ, +โ, if(๐ด = -โ, ๐ต, sup({๐ด, ๐ต}, โ, < ))))) = if(๐ด = +โ, +โ, if(๐ด = -โ, ๐ต, if(๐ต = +โ, +โ, if(๐ต = -โ, ๐ด, sup({๐ต, ๐ด}, โ, < )))))) |
|
Theorem | xrmaxiflemval 11261* |
Lemma for xrmaxif 11262. Value of the supremum. (Contributed by
Jim
Kingdon, 29-Apr-2023.)
|
โข ๐ = if(๐ต = +โ, +โ, if(๐ต = -โ, ๐ด, if(๐ด = +โ, +โ, if(๐ด = -โ, ๐ต, sup({๐ด, ๐ต}, โ, <
))))) โ โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*)
โ (๐ โ
โ* โง โ๐ฅ โ {๐ด, ๐ต} ยฌ ๐ < ๐ฅ โง โ๐ฅ โ โ* (๐ฅ < ๐ โ โ๐ง โ {๐ด, ๐ต}๐ฅ < ๐ง))) |
|
Theorem | xrmaxif 11262 |
Maximum of two extended reals in terms of if
expressions.
(Contributed by Jim Kingdon, 26-Apr-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*)
โ sup({๐ด, ๐ต}, โ*, < )
= if(๐ต = +โ,
+โ, if(๐ต = -โ,
๐ด, if(๐ด = +โ, +โ, if(๐ด = -โ, ๐ต, sup({๐ด, ๐ต}, โ, < )))))) |
|
Theorem | xrmaxcl 11263 |
The maximum of two extended reals is an extended real. (Contributed by
Jim Kingdon, 29-Apr-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*)
โ sup({๐ด, ๐ต}, โ*, < )
โ โ*) |
|
Theorem | xrmax1sup 11264 |
An extended real is less than or equal to the maximum of it and another.
(Contributed by NM, 7-Feb-2007.) (Revised by Jim Kingdon,
30-Apr-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*)
โ ๐ด โค sup({๐ด, ๐ต}, โ*, <
)) |
|
Theorem | xrmax2sup 11265 |
An extended real is less than or equal to the maximum of it and another.
(Contributed by NM, 7-Feb-2007.) (Revised by Jim Kingdon,
30-Apr-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*)
โ ๐ต โค sup({๐ด, ๐ต}, โ*, <
)) |
|
Theorem | xrmaxrecl 11266 |
The maximum of two real numbers is the same when taken as extended reals
or as reals. (Contributed by Jim Kingdon, 30-Apr-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ sup({๐ด, ๐ต}, โ*, < ) = sup({๐ด, ๐ต}, โ, < )) |
|
Theorem | xrmaxleastlt 11267 |
The maximum as a least upper bound, in terms of less than. (Contributed
by Jim Kingdon, 9-Feb-2022.)
|
โข (((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*)
โง (๐ถ โ
โ* โง ๐ถ < sup({๐ด, ๐ต}, โ*, < ))) โ
(๐ถ < ๐ด โจ ๐ถ < ๐ต)) |
|
Theorem | xrltmaxsup 11268 |
The maximum as a least upper bound. (Contributed by Jim Kingdon,
10-May-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*
โง ๐ถ โ
โ*) โ (๐ถ < sup({๐ด, ๐ต}, โ*, < ) โ
(๐ถ < ๐ด โจ ๐ถ < ๐ต))) |
|
Theorem | xrmaxltsup 11269 |
Two ways of saying the maximum of two numbers is less than a third.
(Contributed by Jim Kingdon, 30-Apr-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*
โง ๐ถ โ
โ*) โ (sup({๐ด, ๐ต}, โ*, < ) < ๐ถ โ (๐ด < ๐ถ โง ๐ต < ๐ถ))) |
|
Theorem | xrmaxlesup 11270 |
Two ways of saying the maximum of two numbers is less than or equal to a
third. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Jun-2014.) (Revised by Jim
Kingdon, 10-May-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*
โง ๐ถ โ
โ*) โ (sup({๐ด, ๐ต}, โ*, < ) โค ๐ถ โ (๐ด โค ๐ถ โง ๐ต โค ๐ถ))) |
|
Theorem | xrmaxaddlem 11271 |
Lemma for xrmaxadd 11272. The case where ๐ด is real. (Contributed
by
Jim Kingdon, 11-May-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ* โง ๐ถ โ โ*)
โ sup({(๐ด
+๐ ๐ต),
(๐ด +๐
๐ถ)}, โ*,
< ) = (๐ด
+๐ sup({๐ต, ๐ถ}, โ*, <
))) |
|
Theorem | xrmaxadd 11272 |
Distributing addition over maximum. (Contributed by Jim Kingdon,
11-May-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*
โง ๐ถ โ
โ*) โ sup({(๐ด +๐ ๐ต), (๐ด +๐ ๐ถ)}, โ*, < ) = (๐ด +๐
sup({๐ต, ๐ถ}, โ*, <
))) |
|
4.7.8 The minimum of two extended
reals
|
|
Theorem | xrnegiso 11273 |
Negation is an order anti-isomorphism of the extended reals, which is
its own inverse. (Contributed by Jim Kingdon, 2-May-2023.)
|
โข ๐น = (๐ฅ โ โ* โฆ
-๐๐ฅ) โ โข (๐น Isom < , โก < (โ*,
โ*) โง โก๐น = ๐น) |
|
Theorem | infxrnegsupex 11274* |
The infimum of a set of extended reals ๐ด is the negative of the
supremum of the negatives of its elements. (Contributed by Jim Kingdon,
2-May-2023.)
|
โข (๐ โ โ๐ฅ โ โ* (โ๐ฆ โ ๐ด ยฌ ๐ฆ < ๐ฅ โง โ๐ฆ โ โ* (๐ฅ < ๐ฆ โ โ๐ง โ ๐ด ๐ง < ๐ฆ))) & โข (๐ โ ๐ด โ
โ*) โ โข (๐ โ inf(๐ด, โ*, < ) =
-๐sup({๐ง โ โ* โฃ
-๐๐ง
โ ๐ด},
โ*, < )) |
|
Theorem | xrnegcon1d 11275 |
Contraposition law for extended real unary minus. (Contributed by Jim
Kingdon, 2-May-2023.)
|
โข (๐ โ ๐ด โ โ*) & โข (๐ โ ๐ต โ
โ*) โ โข (๐ โ (-๐๐ด = ๐ต โ -๐๐ต = ๐ด)) |
|
Theorem | xrminmax 11276 |
Minimum expressed in terms of maximum. (Contributed by Jim Kingdon,
2-May-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*)
โ inf({๐ด, ๐ต}, โ*, < )
= -๐sup({-๐๐ด, -๐๐ต}, โ*, <
)) |
|
Theorem | xrmincl 11277 |
The minumum of two extended reals is an extended real. (Contributed by
Jim Kingdon, 3-May-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*)
โ inf({๐ด, ๐ต}, โ*, < )
โ โ*) |
|
Theorem | xrmin1inf 11278 |
The minimum of two extended reals is less than or equal to the first.
(Contributed by Jim Kingdon, 3-May-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*)
โ inf({๐ด, ๐ต}, โ*, < )
โค ๐ด) |
|
Theorem | xrmin2inf 11279 |
The minimum of two extended reals is less than or equal to the second.
(Contributed by Jim Kingdon, 3-May-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*)
โ inf({๐ด, ๐ต}, โ*, < )
โค ๐ต) |
|
Theorem | xrmineqinf 11280 |
The minimum of two extended reals is equal to the second if the first is
bigger. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Mar-2015.) (Revised by Jim
Kingdon, 3-May-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*
โง ๐ต โค ๐ด) โ inf({๐ด, ๐ต}, โ*, < ) = ๐ต) |
|
Theorem | xrltmininf 11281 |
Two ways of saying an extended real is less than the minimum of two
others. (Contributed by NM, 7-Feb-2007.) (Revised by Jim Kingdon,
3-May-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*
โง ๐ถ โ
โ*) โ (๐ด < inf({๐ต, ๐ถ}, โ*, < ) โ
(๐ด < ๐ต โง ๐ด < ๐ถ))) |
|
Theorem | xrlemininf 11282 |
Two ways of saying a number is less than or equal to the minimum of two
others. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Jun-2014.) (Revised by Jim
Kingdon, 4-May-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*
โง ๐ถ โ
โ*) โ (๐ด โค inf({๐ต, ๐ถ}, โ*, < ) โ
(๐ด โค ๐ต โง ๐ด โค ๐ถ))) |
|
Theorem | xrminltinf 11283 |
Two ways of saying an extended real is greater than the minimum of two
others. (Contributed by Jim Kingdon, 19-May-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*
โง ๐ถ โ
โ*) โ (inf({๐ต, ๐ถ}, โ*, < ) < ๐ด โ (๐ต < ๐ด โจ ๐ถ < ๐ด))) |
|
Theorem | xrminrecl 11284 |
The minimum of two real numbers is the same when taken as extended reals
or as reals. (Contributed by Jim Kingdon, 18-May-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ โง ๐ต โ โ) โ inf({๐ด, ๐ต}, โ*, < ) = inf({๐ด, ๐ต}, โ, < )) |
|
Theorem | xrminrpcl 11285 |
The minimum of two positive reals is a positive real. (Contributed by Jim
Kingdon, 4-May-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ+ โง ๐ต โ โ+)
โ inf({๐ด, ๐ต}, โ*, < )
โ โ+) |
|
Theorem | xrminadd 11286 |
Distributing addition over minimum. (Contributed by Jim Kingdon,
10-May-2023.)
|
โข ((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*
โง ๐ถ โ
โ*) โ inf({(๐ด +๐ ๐ต), (๐ด +๐ ๐ถ)}, โ*, < ) = (๐ด +๐
inf({๐ต, ๐ถ}, โ*, <
))) |
|
Theorem | xrbdtri 11287 |
Triangle inequality for bounded values. (Contributed by Jim Kingdon,
15-May-2023.)
|
โข (((๐ด โ โ* โง 0 โค
๐ด) โง (๐ต โ โ*
โง 0 โค ๐ต) โง
(๐ถ โ
โ* โง 0 < ๐ถ)) โ inf({(๐ด +๐ ๐ต), ๐ถ}, โ*, < ) โค
(inf({๐ด, ๐ถ}, โ*, < )
+๐ inf({๐ต, ๐ถ}, โ*, <
))) |
|
Theorem | iooinsup 11288 |
Intersection of two open intervals of extended reals. (Contributed by
NM, 7-Feb-2007.) (Revised by Jim Kingdon, 22-May-2023.)
|
โข (((๐ด โ โ* โง ๐ต โ โ*)
โง (๐ถ โ
โ* โง ๐ท โ โ*)) โ
((๐ด(,)๐ต) โฉ (๐ถ(,)๐ท)) = (sup({๐ด, ๐ถ}, โ*, < )(,)inf({๐ต, ๐ท}, โ*, <
))) |
|
4.8 Elementary limits and
convergence
|
|
4.8.1 Limits
|
|
Syntax | cli 11289 |
Extend class notation with convergence relation for limits.
|
class โ |
|
Definition | df-clim 11290* |
Define the limit relation for complex number sequences. See clim 11292
for
its relational expression. (Contributed by NM, 28-Aug-2005.)
|
โข โ = {โจ๐, ๐ฆโฉ โฃ (๐ฆ โ โ โง โ๐ฅ โ โ+
โ๐ โ โค
โ๐ โ
(โคโฅโ๐)((๐โ๐) โ โ โง (absโ((๐โ๐) โ ๐ฆ)) < ๐ฅ))} |
|
Theorem | climrel 11291 |
The limit relation is a relation. (Contributed by NM, 28-Aug-2005.)
(Revised by Mario Carneiro, 31-Jan-2014.)
|
โข Rel โ |
|
Theorem | clim 11292* |
Express the predicate: The limit of complex number sequence ๐น is
๐ด, or ๐น converges to ๐ด. This
means that for any real
๐ฅ, no matter how small, there always
exists an integer ๐ such
that the absolute difference of any later complex number in the sequence
and the limit is less than ๐ฅ. (Contributed by NM, 28-Aug-2005.)
(Revised by Mario Carneiro, 28-Apr-2015.)
|
โข (๐ โ ๐น โ ๐)
& โข ((๐ โง ๐ โ โค) โ (๐นโ๐) = ๐ต) โ โข (๐ โ (๐น โ ๐ด โ (๐ด โ โ โง โ๐ฅ โ โ+
โ๐ โ โค
โ๐ โ
(โคโฅโ๐)(๐ต โ โ โง (absโ(๐ต โ ๐ด)) < ๐ฅ)))) |
|
Theorem | climcl 11293 |
Closure of the limit of a sequence of complex numbers. (Contributed by
NM, 28-Aug-2005.) (Revised by Mario Carneiro, 28-Apr-2015.)
|
โข (๐น โ ๐ด โ ๐ด โ โ) |
|
Theorem | clim2 11294* |
Express the predicate: The limit of complex number sequence ๐น is
๐ด, or ๐น converges to ๐ด, with
more general quantifier
restrictions than clim 11292. (Contributed by NM, 6-Jan-2007.) (Revised
by Mario Carneiro, 31-Jan-2014.)
|
โข ๐ = (โคโฅโ๐) & โข (๐ โ ๐ โ โค) & โข (๐ โ ๐น โ ๐)
& โข ((๐ โง ๐ โ ๐) โ (๐นโ๐) = ๐ต) โ โข (๐ โ (๐น โ ๐ด โ (๐ด โ โ โง โ๐ฅ โ โ+
โ๐ โ ๐ โ๐ โ (โคโฅโ๐)(๐ต โ โ โง (absโ(๐ต โ ๐ด)) < ๐ฅ)))) |
|
Theorem | clim2c 11295* |
Express the predicate ๐น converges to ๐ด. (Contributed by NM,
24-Feb-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 31-Jan-2014.)
|
โข ๐ = (โคโฅโ๐) & โข (๐ โ ๐ โ โค) & โข (๐ โ ๐น โ ๐)
& โข ((๐ โง ๐ โ ๐) โ (๐นโ๐) = ๐ต)
& โข (๐ โ ๐ด โ โ) & โข ((๐ โง ๐ โ ๐) โ ๐ต โ โ)
โ โข (๐ โ (๐น โ ๐ด โ โ๐ฅ โ โ+ โ๐ โ ๐ โ๐ โ (โคโฅโ๐)(absโ(๐ต โ ๐ด)) < ๐ฅ)) |
|
Theorem | clim0 11296* |
Express the predicate ๐น converges to 0. (Contributed by NM,
24-Feb-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 31-Jan-2014.)
|
โข ๐ = (โคโฅโ๐) & โข (๐ โ ๐ โ โค) & โข (๐ โ ๐น โ ๐)
& โข ((๐ โง ๐ โ ๐) โ (๐นโ๐) = ๐ต) โ โข (๐ โ (๐น โ 0 โ โ๐ฅ โ โ+
โ๐ โ ๐ โ๐ โ (โคโฅโ๐)(๐ต โ โ โง (absโ๐ต) < ๐ฅ))) |
|
Theorem | clim0c 11297* |
Express the predicate ๐น converges to 0. (Contributed by NM,
24-Feb-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 31-Jan-2014.)
|
โข ๐ = (โคโฅโ๐) & โข (๐ โ ๐ โ โค) & โข (๐ โ ๐น โ ๐)
& โข ((๐ โง ๐ โ ๐) โ (๐นโ๐) = ๐ต)
& โข ((๐ โง ๐ โ ๐) โ ๐ต โ โ)
โ โข (๐ โ (๐น โ 0 โ โ๐ฅ โ โ+
โ๐ โ ๐ โ๐ โ (โคโฅโ๐)(absโ๐ต) < ๐ฅ)) |
|
Theorem | climi 11298* |
Convergence of a sequence of complex numbers. (Contributed by NM,
11-Jan-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 31-Jan-2014.)
|
โข ๐ = (โคโฅโ๐) & โข (๐ โ ๐ โ โค) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ+) & โข ((๐ โง ๐ โ ๐) โ (๐นโ๐) = ๐ต)
& โข (๐ โ ๐น โ ๐ด) โ โข (๐ โ โ๐ โ ๐ โ๐ โ (โคโฅโ๐)(๐ต โ โ โง (absโ(๐ต โ ๐ด)) < ๐ถ)) |
|
Theorem | climi2 11299* |
Convergence of a sequence of complex numbers. (Contributed by NM,
11-Jan-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 31-Jan-2014.)
|
โข ๐ = (โคโฅโ๐) & โข (๐ โ ๐ โ โค) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ+) & โข ((๐ โง ๐ โ ๐) โ (๐นโ๐) = ๐ต)
& โข (๐ โ ๐น โ ๐ด) โ โข (๐ โ โ๐ โ ๐ โ๐ โ (โคโฅโ๐)(absโ(๐ต โ ๐ด)) < ๐ถ) |
|
Theorem | climi0 11300* |
Convergence of a sequence of complex numbers to zero. (Contributed by
NM, 11-Jan-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 31-Jan-2014.)
|
โข ๐ = (โคโฅโ๐) & โข (๐ โ ๐ โ โค) & โข (๐ โ ๐ถ โ โ+) & โข ((๐ โง ๐ โ ๐) โ (๐นโ๐) = ๐ต)
& โข (๐ โ ๐น โ 0) โ โข (๐ โ โ๐ โ ๐ โ๐ โ (โคโฅโ๐)(absโ๐ต) < ๐ถ) |