Theorem nninfdclemp1 12277

Description: Lemma for nninfdc 12280. Each element of the sequence 𝐹 is greater than the previous element. (Contributed by Jim Kingdon, 26-Sep-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
nninfdclemf.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ ℕ)
nninfdclemf.dc	⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℕ DECID 𝑥 ∈ 𝐴)
nninfdclemf.nb	⊢ (𝜑 → ∀𝑚 ∈ ℕ ∃𝑛 ∈ 𝐴 𝑚 < 𝑛)
nninfdclemf.j	⊢ (𝜑 → (𝐽 ∈ 𝐴 ∧ 1 < 𝐽))
nninfdclemf.f	⊢ 𝐹 = seq1((𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < )), (𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽))
nninfdclemp1.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ ℕ)

Assertion

Ref	Expression
nninfdclemp1	⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑈) < (𝐹‘(𝑈 + 1)))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑚,𝑛   𝑦,𝐴,𝑧   𝑥,𝐴   𝑚,𝐹,𝑛   𝑥,𝐹   𝑦,𝐹,𝑧   𝑖,𝐽   𝑦,𝐽,𝑧   𝑈,𝑖   𝑈,𝑚,𝑛   𝑥,𝑈   𝑦,𝑈,𝑧

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦,𝑧,𝑖,𝑚,𝑛)   𝐴(𝑖)   𝐹(𝑖)   𝐽(𝑥,𝑚,𝑛)

Proof of Theorem nninfdclemp1

Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑟 𝑝 𝑞 𝑠 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nninfdclemf.a	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ ℕ)
2		nninfdclemf.dc	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℕ DECID 𝑥 ∈ 𝐴)
3		nninfdclemf.nb	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑚 ∈ ℕ ∃𝑛 ∈ 𝐴 𝑚 < 𝑛)
4		nninfdclemf.j	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐽 ∈ 𝐴 ∧ 1 < 𝐽))
5		nninfdclemf.f	. . . . . 6 ⊢ 𝐹 = seq1((𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < )), (𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽))
6	1, 2, 3, 4, 5	nninfdclemf 12276	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐹:ℕ⟶𝐴)
7		nninfdclemp1.u	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ ℕ)
8	6, 7	ffvelrnd 5606	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑈) ∈ 𝐴)
9	1, 8	sseldd 3129	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑈) ∈ ℕ)
10	9	nnred 8852	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑈) ∈ ℝ)
11	9	nnzd 9291	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑈) ∈ ℤ)
12	11	peano2zd 9295	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐹‘𝑈) + 1) ∈ ℤ)
13	12	zred 9292	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐹‘𝑈) + 1) ∈ ℝ)
14	7	peano2nnd 8854	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑈 + 1) ∈ ℕ)
15	6, 14	ffvelrnd 5606	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘(𝑈 + 1)) ∈ 𝐴)
16	1, 15	sseldd 3129	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘(𝑈 + 1)) ∈ ℕ)
17	16	nnred 8852	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘(𝑈 + 1)) ∈ ℝ)
18	10	ltp1d 8807	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑈) < ((𝐹‘𝑈) + 1))
19		simpr 109	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))) → 𝑟 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
20	19	elin2d 3298	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))) → 𝑟 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))
21		eluzle 9457	. . . . . 6 ⊢ (𝑟 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)) → ((𝐹‘𝑈) + 1) ≤ 𝑟)
22	20, 21	syl 14	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑟 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))) → ((𝐹‘𝑈) + 1) ≤ 𝑟)
23	22	ralrimiva 2530	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑟 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))((𝐹‘𝑈) + 1) ≤ 𝑟)
24		inss1 3328	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))) ⊆ 𝐴
25	24, 1	sstrid 3139	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))) ⊆ ℕ)
26		eleq1w 2218	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↔ 𝑎 ∈ 𝐴))
27	26	dcbid 824	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → (DECID 𝑥 ∈ 𝐴 ↔ DECID 𝑎 ∈ 𝐴))
28	2	adantr 274	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ℕ) → ∀𝑥 ∈ ℕ DECID 𝑥 ∈ 𝐴)
29		simpr 109	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ℕ) → 𝑎 ∈ ℕ)
30	27, 28, 29	rspcdva 2821	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ℕ) → DECID 𝑎 ∈ 𝐴)
31	29	nnzd 9291	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ℕ) → 𝑎 ∈ ℤ)
32		eluzdc 9527	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐹‘𝑈) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → DECID 𝑎 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))
33	12, 31, 32	syl2an2r 585	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ℕ) → DECID 𝑎 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))
34		dcan 919	. . . . . . . . 9 ⊢ (DECID 𝑎 ∈ 𝐴 → (DECID 𝑎 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)) → DECID (𝑎 ∈ 𝐴 ∧ 𝑎 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))))
35	30, 33, 34	sylc 62	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ℕ) → DECID (𝑎 ∈ 𝐴 ∧ 𝑎 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
36		elin 3291	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑎 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))) ↔ (𝑎 ∈ 𝐴 ∧ 𝑎 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
37	36	dcbii 826	. . . . . . . 8 ⊢ (DECID 𝑎 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))) ↔ DECID (𝑎 ∈ 𝐴 ∧ 𝑎 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
38	35, 37	sylibr 133	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ℕ) → DECID 𝑎 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
39	38	ralrimiva 2530	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ ℕ DECID 𝑎 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
40		breq1 3970	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑚 = (𝐹‘𝑈) → (𝑚 < 𝑛 ↔ (𝐹‘𝑈) < 𝑛))
41	40	rexbidv 2458	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑚 = (𝐹‘𝑈) → (∃𝑛 ∈ 𝐴 𝑚 < 𝑛 ↔ ∃𝑛 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑈) < 𝑛))
42	41, 3, 9	rspcdva 2821	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ∃𝑛 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑈) < 𝑛)
43		breq2 3971	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑛 = 𝑏 → ((𝐹‘𝑈) < 𝑛 ↔ (𝐹‘𝑈) < 𝑏))
44	43	cbvrexv 2681	. . . . . . . . 9 ⊢ (∃𝑛 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑈) < 𝑛 ↔ ∃𝑏 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑈) < 𝑏)
45	42, 44	sylib 121	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ∃𝑏 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑈) < 𝑏)
46		df-rex 2441	. . . . . . . 8 ⊢ (∃𝑏 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑈) < 𝑏 ↔ ∃𝑏(𝑏 ∈ 𝐴 ∧ (𝐹‘𝑈) < 𝑏))
47	45, 46	sylib 121	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ∃𝑏(𝑏 ∈ 𝐴 ∧ (𝐹‘𝑈) < 𝑏))
48		simprl 521	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑏 ∈ 𝐴 ∧ (𝐹‘𝑈) < 𝑏)) → 𝑏 ∈ 𝐴)
49	12	adantr 274	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑏 ∈ 𝐴 ∧ (𝐹‘𝑈) < 𝑏)) → ((𝐹‘𝑈) + 1) ∈ ℤ)
50	1	adantr 274	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑏 ∈ 𝐴 ∧ (𝐹‘𝑈) < 𝑏)) → 𝐴 ⊆ ℕ)
51	50, 48	sseldd 3129	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑏 ∈ 𝐴 ∧ (𝐹‘𝑈) < 𝑏)) → 𝑏 ∈ ℕ)
52	51	nnzd 9291	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑏 ∈ 𝐴 ∧ (𝐹‘𝑈) < 𝑏)) → 𝑏 ∈ ℤ)
53		simprr 522	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑏 ∈ 𝐴 ∧ (𝐹‘𝑈) < 𝑏)) → (𝐹‘𝑈) < 𝑏)
54		nnltp1le 9233	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐹‘𝑈) ∈ ℕ ∧ 𝑏 ∈ ℕ) → ((𝐹‘𝑈) < 𝑏 ↔ ((𝐹‘𝑈) + 1) ≤ 𝑏))
55	9, 51, 54	syl2an2r 585	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑏 ∈ 𝐴 ∧ (𝐹‘𝑈) < 𝑏)) → ((𝐹‘𝑈) < 𝑏 ↔ ((𝐹‘𝑈) + 1) ≤ 𝑏))
56	53, 55	mpbid 146	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑏 ∈ 𝐴 ∧ (𝐹‘𝑈) < 𝑏)) → ((𝐹‘𝑈) + 1) ≤ 𝑏)
57		eluz2 9451	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑏 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)) ↔ (((𝐹‘𝑈) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ ∧ ((𝐹‘𝑈) + 1) ≤ 𝑏))
58	49, 52, 56, 57	syl3anbrc 1166	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑏 ∈ 𝐴 ∧ (𝐹‘𝑈) < 𝑏)) → 𝑏 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))
59	48, 58	elind 3293	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑏 ∈ 𝐴 ∧ (𝐹‘𝑈) < 𝑏)) → 𝑏 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
60	59	ex 114	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((𝑏 ∈ 𝐴 ∧ (𝐹‘𝑈) < 𝑏) → 𝑏 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))))
61	60	eximdv 1860	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (∃𝑏(𝑏 ∈ 𝐴 ∧ (𝐹‘𝑈) < 𝑏) → ∃𝑏 𝑏 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))))
62	47, 61	mpd 13	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∃𝑏 𝑏 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
63	25, 39, 62	nninfdcex 11853	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∃𝑎 ∈ ℝ (∀𝑏 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))) ¬ 𝑏 < 𝑎 ∧ ∀𝑏 ∈ ℝ (𝑎 < 𝑏 → ∃𝑟 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))𝑟 < 𝑏)))
64		nnssre 8843	. . . . . 6 ⊢ ℕ ⊆ ℝ
65	25, 64	sstrdi 3140	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))) ⊆ ℝ)
66	63, 65, 13	infregelbex 9515	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (((𝐹‘𝑈) + 1) ≤ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))), ℝ, < ) ↔ ∀𝑟 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))((𝐹‘𝑈) + 1) ≤ 𝑟))
67	23, 66	mpbird 166	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐹‘𝑈) + 1) ≤ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))), ℝ, < ))
68	5	fveq1i 5472	. . . . 5 ⊢ (𝐹‘(𝑈 + 1)) = (seq1((𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < )), (𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽))‘(𝑈 + 1))
69		nnuz 9480	. . . . . . 7 ⊢ ℕ = (ℤ≥‘1)
70	7, 69	eleqtrdi 2250	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ (ℤ≥‘1))
71		eqid 2157	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽) = (𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽)
72		eqidd 2158	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑖 = 𝑝 → 𝐽 = 𝐽)
73		elnnuz 9481	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑝 ∈ ℕ ↔ 𝑝 ∈ (ℤ≥‘1))
74	73	biimpri 132	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑝 ∈ (ℤ≥‘1) → 𝑝 ∈ ℕ)
75	74	adantl 275	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ (ℤ≥‘1)) → 𝑝 ∈ ℕ)
76	4	simpld 111	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ 𝐴)
77	76	adantr 274	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ (ℤ≥‘1)) → 𝐽 ∈ 𝐴)
78	71, 72, 75, 77	fvmptd3 5564	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ (ℤ≥‘1)) → ((𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽)‘𝑝) = 𝐽)
79	78, 77	eqeltrd 2234	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ (ℤ≥‘1)) → ((𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽)‘𝑝) ∈ 𝐴)
80	1	adantr 274	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐴 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴)) → 𝐴 ⊆ ℕ)
81	2	adantr 274	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐴 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴)) → ∀𝑥 ∈ ℕ DECID 𝑥 ∈ 𝐴)
82	3	adantr 274	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐴 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴)) → ∀𝑚 ∈ ℕ ∃𝑛 ∈ 𝐴 𝑚 < 𝑛)
83		simprl 521	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐴 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴)) → 𝑝 ∈ 𝐴)
84		simprr 522	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐴 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴)) → 𝑞 ∈ 𝐴)
85	80, 81, 82, 83, 84	nninfdclemcl 12275	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐴 ∧ 𝑞 ∈ 𝐴)) → (𝑝(𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < ))𝑞) ∈ 𝐴)
86	70, 79, 85	seq3p1 10371	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (seq1((𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < )), (𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽))‘(𝑈 + 1)) = ((seq1((𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < )), (𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽))‘𝑈)(𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < ))((𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽)‘(𝑈 + 1))))
87	68, 86	syl5eq 2202	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘(𝑈 + 1)) = ((seq1((𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < )), (𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽))‘𝑈)(𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < ))((𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽)‘(𝑈 + 1))))
88	5	fveq1i 5472	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹‘𝑈) = (seq1((𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < )), (𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽))‘𝑈)
89	88	eqcomi 2161	. . . . . 6 ⊢ (seq1((𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < )), (𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽))‘𝑈) = (𝐹‘𝑈)
90	89	a1i 9	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (seq1((𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < )), (𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽))‘𝑈) = (𝐹‘𝑈))
91		eqidd 2158	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = (𝑈 + 1) → 𝐽 = 𝐽)
92	71, 91, 14, 76	fvmptd3 5564	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽)‘(𝑈 + 1)) = 𝐽)
93	90, 92	oveq12d 5845	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((seq1((𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < )), (𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽))‘𝑈)(𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < ))((𝑖 ∈ ℕ ↦ 𝐽)‘(𝑈 + 1))) = ((𝐹‘𝑈)(𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < ))𝐽))
94	1, 76	sseldd 3129	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ ℕ)
95		eleq1w 2218	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 = 𝑠 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↔ 𝑠 ∈ 𝐴))
96	95	dcbid 824	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 𝑠 → (DECID 𝑥 ∈ 𝐴 ↔ DECID 𝑠 ∈ 𝐴))
97	2	adantr 274	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ ℕ) → ∀𝑥 ∈ ℕ DECID 𝑥 ∈ 𝐴)
98		simpr 109	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ ℕ) → 𝑠 ∈ ℕ)
99	96, 97, 98	rspcdva 2821	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ ℕ) → DECID 𝑠 ∈ 𝐴)
100	98	nnzd 9291	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ ℕ) → 𝑠 ∈ ℤ)
101		eluzdc 9527	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐹‘𝑈) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑠 ∈ ℤ) → DECID 𝑠 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))
102	12, 100, 101	syl2an2r 585	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ ℕ) → DECID 𝑠 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))
103		dcan 919	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (DECID 𝑠 ∈ 𝐴 → (DECID 𝑠 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)) → DECID (𝑠 ∈ 𝐴 ∧ 𝑠 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))))
104	99, 102, 103	sylc 62	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ ℕ) → DECID (𝑠 ∈ 𝐴 ∧ 𝑠 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
105		elin 3291	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑠 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))) ↔ (𝑠 ∈ 𝐴 ∧ 𝑠 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
106	105	dcbii 826	. . . . . . . . . 10 ⊢ (DECID 𝑠 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))) ↔ DECID (𝑠 ∈ 𝐴 ∧ 𝑠 ∈ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
107	104, 106	sylibr 133	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ ℕ) → DECID 𝑠 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
108	107	ralrimiva 2530	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ∀𝑠 ∈ ℕ DECID 𝑠 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
109		eleq1w 2218	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑠 = 𝑥 → (𝑠 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))) ↔ 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))))
110	109	dcbid 824	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑠 = 𝑥 → (DECID 𝑠 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))) ↔ DECID 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))))
111	110	cbvralv 2680	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑠 ∈ ℕ DECID 𝑠 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))) ↔ ∀𝑥 ∈ ℕ DECID 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
112	108, 111	sylib 121	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℕ DECID 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
113		nnmindc 12273	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))) ⊆ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ DECID 𝑥 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))) ∧ ∃𝑏 𝑏 ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))) → inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))), ℝ, < ) ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
114	25, 112, 62, 113	syl3anc 1220	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))), ℝ, < ) ∈ (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
115	114	elin1d 3297	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))), ℝ, < ) ∈ 𝐴)
116		fvoveq1 5850	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = (𝐹‘𝑈) → (ℤ≥‘(𝑦 + 1)) = (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1)))
117	116	ineq2d 3309	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = (𝐹‘𝑈) → (𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))) = (𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))))
118	117	infeq1d 6959	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = (𝐹‘𝑈) → inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < ) = inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))), ℝ, < ))
119		eqidd 2158	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = 𝐽 → inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))), ℝ, < ) = inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))), ℝ, < ))
120		eqid 2157	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < )) = (𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < ))
121	118, 119, 120	ovmpog 5958	. . . . 5 ⊢ (((𝐹‘𝑈) ∈ ℕ ∧ 𝐽 ∈ ℕ ∧ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))), ℝ, < ) ∈ 𝐴) → ((𝐹‘𝑈)(𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < ))𝐽) = inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))), ℝ, < ))
122	9, 94, 115, 121	syl3anc 1220	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝐹‘𝑈)(𝑦 ∈ ℕ, 𝑧 ∈ ℕ ↦ inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘(𝑦 + 1))), ℝ, < ))𝐽) = inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))), ℝ, < ))
123	87, 93, 122	3eqtrd 2194	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘(𝑈 + 1)) = inf((𝐴 ∩ (ℤ≥‘((𝐹‘𝑈) + 1))), ℝ, < ))
124	67, 123	breqtrrd 3995	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐹‘𝑈) + 1) ≤ (𝐹‘(𝑈 + 1)))
125	10, 13, 17, 18, 124	ltletrd 8303	1 ⊢ (𝜑 → (𝐹‘𝑈) < (𝐹‘(𝑈 + 1)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104  DECID wdc 820   = wceq 1335  ∃wex 1472   ∈ wcel 2128  ∀wral 2435  ∃wrex 2436   ∩ cin 3101   ⊆ wss 3102   class class class wbr 3967   ↦ cmpt 4028  ‘cfv 5173  (class class class)co 5827   ∈ cmpo 5829  infcinf 6930  ℝcr 7734  1c1 7736   + caddc 7738   < clt 7915   ≤ cle 7916  ℕcn 8839  ℤcz 9173  ℤ_≥cuz 9445  seqcseq 10354

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1427  ax-7 1428  ax-gen 1429  ax-ie1 1473  ax-ie2 1474  ax-8 1484  ax-10 1485  ax-11 1486  ax-i12 1487  ax-bndl 1489  ax-4 1490  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-13 2130  ax-14 2131  ax-ext 2139  ax-coll 4082  ax-sep 4085  ax-nul 4093  ax-pow 4138  ax-pr 4172  ax-un 4396  ax-setind 4499  ax-iinf 4550  ax-cnex 7826  ax-resscn 7827  ax-1cn 7828  ax-1re 7829  ax-icn 7830  ax-addcl 7831  ax-addrcl 7832  ax-mulcl 7833  ax-addcom 7835  ax-addass 7837  ax-distr 7839  ax-i2m1 7840  ax-0lt1 7841  ax-0id 7843  ax-rnegex 7844  ax-cnre 7846  ax-pre-ltirr 7847  ax-pre-ltwlin 7848  ax-pre-lttrn 7849  ax-pre-apti 7850  ax-pre-ltadd 7851

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 821  df-3or 964  df-3an 965  df-tru 1338  df-fal 1341  df-nf 1441  df-sb 1743  df-eu 2009  df-mo 2010  df-clab 2144  df-cleq 2150  df-clel 2153  df-nfc 2288  df-ne 2328  df-nel 2423  df-ral 2440  df-rex 2441  df-reu 2442  df-rmo 2443  df-rab 2444  df-v 2714  df-sbc 2938  df-csb 3032  df-dif 3104  df-un 3106  df-in 3108  df-ss 3115  df-nul 3396  df-pw 3546  df-sn 3567  df-pr 3568  df-op 3570  df-uni 3775  df-int 3810  df-iun 3853  df-br 3968  df-opab 4029  df-mpt 4030  df-tr 4066  df-id 4256  df-po 4259  df-iso 4260  df-iord 4329  df-on 4331  df-ilim 4332  df-suc 4334  df-iom 4553  df-xp 4595  df-rel 4596  df-cnv 4597  df-co 4598  df-dm 4599  df-rn 4600  df-res 4601  df-ima 4602  df-iota 5138  df-fun 5175  df-fn 5176  df-f 5177  df-f1 5178  df-fo 5179  df-f1o 5180  df-fv 5181  df-isom 5182  df-riota 5783  df-ov 5830  df-oprab 5831  df-mpo 5832  df-1st 6091  df-2nd 6092  df-recs 6255  df-frec 6341  df-sup 6931  df-inf 6932  df-pnf 7917  df-mnf 7918  df-xr 7919  df-ltxr 7920  df-le 7921  df-sub 8053  df-neg 8054  df-inn 8840  df-n0 9097  df-z 9174  df-uz 9446  df-fz 9920  df-fzo 10052  df-seqfrec 10355

This theorem is referenced by:  nninfdclemlt  12278