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

Theorem arch 11891
Description: Archimedean property of real numbers. For any real number, there is an integer greater than it. Theorem I.29 of [Apostol] p. 26. (Contributed by NM, 21-Jan-1997.)
Assertion
Ref Expression
arch (𝐴 ∈ ℝ → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝐴 < 𝑛)
Distinct variable group:   𝐴,𝑛

Proof of Theorem arch
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 breq1 5055 . . 3 (𝑦 = 𝐴 → (𝑦 < 𝑛𝐴 < 𝑛))
21rexbidv 3289 . 2 (𝑦 = 𝐴 → (∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < 𝑛 ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝐴 < 𝑛))
3 nnunb 11890 . . . 4 ¬ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝑛 < 𝑦𝑛 = 𝑦)
4 ralnex 3230 . . . 4 (∀𝑦 ∈ ℝ ¬ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝑛 < 𝑦𝑛 = 𝑦) ↔ ¬ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝑛 < 𝑦𝑛 = 𝑦))
53, 4mpbir 234 . . 3 𝑦 ∈ ℝ ¬ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝑛 < 𝑦𝑛 = 𝑦)
6 rexnal 3232 . . . . 5 (∃𝑛 ∈ ℕ ¬ (𝑛 < 𝑦𝑛 = 𝑦) ↔ ¬ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝑛 < 𝑦𝑛 = 𝑦))
7 nnre 11641 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℝ)
8 axlttri 10710 . . . . . . . . 9 ((𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ) → (𝑦 < 𝑛 ↔ ¬ (𝑦 = 𝑛𝑛 < 𝑦)))
97, 8sylan2 595 . . . . . . . 8 ((𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑦 < 𝑛 ↔ ¬ (𝑦 = 𝑛𝑛 < 𝑦)))
10 equcom 2026 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = 𝑛𝑛 = 𝑦)
1110orbi1i 911 . . . . . . . . . 10 ((𝑦 = 𝑛𝑛 < 𝑦) ↔ (𝑛 = 𝑦𝑛 < 𝑦))
12 orcom 867 . . . . . . . . . 10 ((𝑛 = 𝑦𝑛 < 𝑦) ↔ (𝑛 < 𝑦𝑛 = 𝑦))
1311, 12bitri 278 . . . . . . . . 9 ((𝑦 = 𝑛𝑛 < 𝑦) ↔ (𝑛 < 𝑦𝑛 = 𝑦))
1413notbii 323 . . . . . . . 8 (¬ (𝑦 = 𝑛𝑛 < 𝑦) ↔ ¬ (𝑛 < 𝑦𝑛 = 𝑦))
159, 14syl6bb 290 . . . . . . 7 ((𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑦 < 𝑛 ↔ ¬ (𝑛 < 𝑦𝑛 = 𝑦)))
1615biimprd 251 . . . . . 6 ((𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (¬ (𝑛 < 𝑦𝑛 = 𝑦) → 𝑦 < 𝑛))
1716reximdva 3266 . . . . 5 (𝑦 ∈ ℝ → (∃𝑛 ∈ ℕ ¬ (𝑛 < 𝑦𝑛 = 𝑦) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < 𝑛))
186, 17syl5bir 246 . . . 4 (𝑦 ∈ ℝ → (¬ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝑛 < 𝑦𝑛 = 𝑦) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < 𝑛))
1918ralimia 3153 . . 3 (∀𝑦 ∈ ℝ ¬ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝑛 < 𝑦𝑛 = 𝑦) → ∀𝑦 ∈ ℝ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < 𝑛)
205, 19ax-mp 5 . 2 𝑦 ∈ ℝ ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 < 𝑛
212, 20vtoclri 3571 1 (𝐴 ∈ ℝ → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝐴 < 𝑛)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 209  wa 399  wo 844   = wceq 1538  wcel 2115  wral 3133  wrex 3134   class class class wbr 5052  cr 10534   < clt 10673  cn 11634
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2179  ax-ext 2796  ax-sep 5189  ax-nul 5196  ax-pow 5253  ax-pr 5317  ax-un 7455  ax-resscn 10592  ax-1cn 10593  ax-icn 10594  ax-addcl 10595  ax-addrcl 10596  ax-mulcl 10597  ax-mulrcl 10598  ax-mulcom 10599  ax-addass 10600  ax-mulass 10601  ax-distr 10602  ax-i2m1 10603  ax-1ne0 10604  ax-1rid 10605  ax-rnegex 10606  ax-rrecex 10607  ax-cnre 10608  ax-pre-lttri 10609  ax-pre-lttrn 10610  ax-pre-ltadd 10611  ax-pre-mulgt0 10612  ax-pre-sup 10613
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2624  df-eu 2655  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2896  df-nfc 2964  df-ne 3015  df-nel 3119  df-ral 3138  df-rex 3139  df-reu 3140  df-rab 3142  df-v 3482  df-sbc 3759  df-csb 3867  df-dif 3922  df-un 3924  df-in 3926  df-ss 3936  df-pss 3938  df-nul 4277  df-if 4451  df-pw 4524  df-sn 4551  df-pr 4553  df-tp 4555  df-op 4557  df-uni 4825  df-iun 4907  df-br 5053  df-opab 5115  df-mpt 5133  df-tr 5159  df-id 5447  df-eprel 5452  df-po 5461  df-so 5462  df-fr 5501  df-we 5503  df-xp 5548  df-rel 5549  df-cnv 5550  df-co 5551  df-dm 5552  df-rn 5553  df-res 5554  df-ima 5555  df-pred 6135  df-ord 6181  df-on 6182  df-lim 6183  df-suc 6184  df-iota 6302  df-fun 6345  df-fn 6346  df-f 6347  df-f1 6348  df-fo 6349  df-f1o 6350  df-fv 6351  df-riota 7107  df-ov 7152  df-oprab 7153  df-mpo 7154  df-om 7575  df-wrecs 7943  df-recs 8004  df-rdg 8042  df-er 8285  df-en 8506  df-dom 8507  df-sdom 8508  df-pnf 10675  df-mnf 10676  df-xr 10677  df-ltxr 10678  df-le 10679  df-sub 10870  df-neg 10871  df-nn 11635
This theorem is referenced by:  nnrecl  11892  bndndx  11893  btwnz  12081  uzwo3  12340  zmin  12341  rpnnen1lem5  12377  harmonic  15214  alzdvds  15670  ovolicc2lem4  24127  volsup2  24212  ismbf3d  24261  mbfi1fseqlem6  24327  itg2seq  24349  itg2cnlem1  24368  ply1divex  24740  plydivex  24896  lgamucov  25626  lgamcvg2  25643  ubthlem1  28656  lnconi  29819  rearchi  30948  esumcst  31379  hbtlem5  39988  prmunb2  40935  rfcnnnub  41585  stoweidlem14  42582  stoweidlem60  42628  sge0rpcpnf  42986  hoicvr  43113
  Copyright terms: Public domain W3C validator