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

Theorem climsup 15623
Description: A bounded monotonic sequence converges to the supremum of its range. Theorem 12-5.1 of [Gleason] p. 180. (Contributed by NM, 13-Mar-2005.) (Revised by Mario Carneiro, 10-Feb-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
climsup.1 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
climsup.2 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
climsup.3 (πœ‘ β†’ 𝐹:π‘βŸΆβ„)
climsup.4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘˜ + 1)))
climsup.5 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 (πΉβ€˜π‘˜) ≀ π‘₯)
Assertion
Ref Expression
climsup (πœ‘ β†’ 𝐹 ⇝ sup(ran 𝐹, ℝ, < ))
Distinct variable groups:   π‘₯,π‘˜,𝐹   πœ‘,π‘˜   π‘˜,𝑍,π‘₯
Allowed substitution hints:   πœ‘(π‘₯)   𝑀(π‘₯,π‘˜)

Proof of Theorem climsup
Dummy variables 𝑗 𝑛 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 climsup.3 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ 𝐹:π‘βŸΆβ„)
21frnd 6725 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ ran 𝐹 βŠ† ℝ)
31ffnd 6718 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝐹 Fn 𝑍)
4 climsup.2 . . . . . . . . . . . . 13 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
5 uzid 12844 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑀 ∈ β„€ β†’ 𝑀 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€))
64, 5syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€))
7 climsup.1 . . . . . . . . . . . 12 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
86, 7eleqtrrdi 2843 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ 𝑍)
9 fnfvelrn 7082 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹 Fn 𝑍 ∧ 𝑀 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘€) ∈ ran 𝐹)
103, 8, 9syl2anc 583 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (πΉβ€˜π‘€) ∈ ran 𝐹)
1110ne0d 4335 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ ran 𝐹 β‰  βˆ…)
12 climsup.5 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 (πΉβ€˜π‘˜) ≀ π‘₯)
13 breq1 5151 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (πΉβ€˜π‘˜) β†’ (𝑦 ≀ π‘₯ ↔ (πΉβ€˜π‘˜) ≀ π‘₯))
1413ralrn 7089 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹 Fn 𝑍 β†’ (βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝐹 𝑦 ≀ π‘₯ ↔ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 (πΉβ€˜π‘˜) ≀ π‘₯))
1514rexbidv 3177 . . . . . . . . . . 11 (𝐹 Fn 𝑍 β†’ (βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝐹 𝑦 ≀ π‘₯ ↔ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 (πΉβ€˜π‘˜) ≀ π‘₯))
163, 15syl 17 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝐹 𝑦 ≀ π‘₯ ↔ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 (πΉβ€˜π‘˜) ≀ π‘₯))
1712, 16mpbird 257 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝐹 𝑦 ≀ π‘₯)
182, 11, 173jca 1127 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (ran 𝐹 βŠ† ℝ ∧ ran 𝐹 β‰  βˆ… ∧ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝐹 𝑦 ≀ π‘₯))
19 suprcl 12181 . . . . . . . 8 ((ran 𝐹 βŠ† ℝ ∧ ran 𝐹 β‰  βˆ… ∧ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝐹 𝑦 ≀ π‘₯) β†’ sup(ran 𝐹, ℝ, < ) ∈ ℝ)
2018, 19syl 17 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ sup(ran 𝐹, ℝ, < ) ∈ ℝ)
21 ltsubrp 13017 . . . . . . 7 ((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < sup(ran 𝐹, ℝ, < ))
2220, 21sylan 579 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < sup(ran 𝐹, ℝ, < ))
2318adantr 480 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ (ran 𝐹 βŠ† ℝ ∧ ran 𝐹 β‰  βˆ… ∧ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝐹 𝑦 ≀ π‘₯))
24 rpre 12989 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℝ+ β†’ 𝑦 ∈ ℝ)
25 resubcl 11531 . . . . . . . 8 ((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) β†’ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) ∈ ℝ)
2620, 24, 25syl2an 595 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) ∈ ℝ)
27 suprlub 12185 . . . . . . 7 (((ran 𝐹 βŠ† ℝ ∧ ran 𝐹 β‰  βˆ… ∧ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝐹 𝑦 ≀ π‘₯) ∧ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) ∈ ℝ) β†’ ((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < sup(ran 𝐹, ℝ, < ) ↔ βˆƒπ‘˜ ∈ ran 𝐹(sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < π‘˜))
2823, 26, 27syl2anc 583 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ ((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < sup(ran 𝐹, ℝ, < ) ↔ βˆƒπ‘˜ ∈ ran 𝐹(sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < π‘˜))
2922, 28mpbid 231 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ βˆƒπ‘˜ ∈ ran 𝐹(sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < π‘˜)
30 breq2 5152 . . . . . . . 8 (π‘˜ = (πΉβ€˜π‘—) β†’ ((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < π‘˜ ↔ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < (πΉβ€˜π‘—)))
3130rexrn 7088 . . . . . . 7 (𝐹 Fn 𝑍 β†’ (βˆƒπ‘˜ ∈ ran 𝐹(sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < π‘˜ ↔ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < (πΉβ€˜π‘—)))
323, 31syl 17 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘˜ ∈ ran 𝐹(sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < π‘˜ ↔ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < (πΉβ€˜π‘—)))
3332biimpa 476 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ βˆƒπ‘˜ ∈ ran 𝐹(sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < π‘˜) β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < (πΉβ€˜π‘—))
3429, 33syldan 590 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < (πΉβ€˜π‘—))
35 ffvelcdm 7083 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹:π‘βŸΆβ„ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
361, 35sylan 579 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
3736ad2ant2r 744 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
381adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ 𝐹:π‘βŸΆβ„)
397uztrn2 12848 . . . . . . . . . . 11 ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ π‘˜ ∈ 𝑍)
40 ffvelcdm 7083 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹:π‘βŸΆβ„ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
4138, 39, 40syl2an 595 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
4220ad2antrr 723 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ sup(ran 𝐹, ℝ, < ) ∈ ℝ)
43 simprr 770 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))
44 fzssuz 13549 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑗...π‘˜) βŠ† (β„€β‰₯β€˜π‘—)
45 uzss 12852 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€) β†’ (β„€β‰₯β€˜π‘—) βŠ† (β„€β‰₯β€˜π‘€))
4645, 7sseqtrrdi 4033 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€) β†’ (β„€β‰₯β€˜π‘—) βŠ† 𝑍)
4746, 7eleq2s 2850 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑗 ∈ 𝑍 β†’ (β„€β‰₯β€˜π‘—) βŠ† 𝑍)
4847ad2antrl 725 . . . . . . . . . . . . . 14 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (β„€β‰₯β€˜π‘—) βŠ† 𝑍)
4944, 48sstrid 3993 . . . . . . . . . . . . 13 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (𝑗...π‘˜) βŠ† 𝑍)
50 ffvelcdm 7083 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐹:π‘βŸΆβ„ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘›) ∈ ℝ)
5150ralrimiva 3145 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐹:π‘βŸΆβ„ β†’ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 (πΉβ€˜π‘›) ∈ ℝ)
521, 51syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 (πΉβ€˜π‘›) ∈ ℝ)
5352ad2antrr 723 . . . . . . . . . . . . 13 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 (πΉβ€˜π‘›) ∈ ℝ)
54 ssralv 4050 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑗...π‘˜) βŠ† 𝑍 β†’ (βˆ€π‘› ∈ 𝑍 (πΉβ€˜π‘›) ∈ ℝ β†’ βˆ€π‘› ∈ (𝑗...π‘˜)(πΉβ€˜π‘›) ∈ ℝ))
5549, 53, 54sylc 65 . . . . . . . . . . . 12 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ βˆ€π‘› ∈ (𝑗...π‘˜)(πΉβ€˜π‘›) ∈ ℝ)
5655r19.21bi 3247 . . . . . . . . . . 11 ((((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) ∧ 𝑛 ∈ (𝑗...π‘˜)) β†’ (πΉβ€˜π‘›) ∈ ℝ)
57 fzssuz 13549 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑗...(π‘˜ βˆ’ 1)) βŠ† (β„€β‰₯β€˜π‘—)
5857, 48sstrid 3993 . . . . . . . . . . . . 13 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (𝑗...(π‘˜ βˆ’ 1)) βŠ† 𝑍)
5958sselda 3982 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) ∧ 𝑛 ∈ (𝑗...(π‘˜ βˆ’ 1))) β†’ 𝑛 ∈ 𝑍)
60 climsup.4 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘˜ + 1)))
6160ralrimiva 3145 . . . . . . . . . . . . . 14 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 (πΉβ€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘˜ + 1)))
6261ad2antrr 723 . . . . . . . . . . . . 13 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 (πΉβ€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘˜ + 1)))
63 fveq2 6891 . . . . . . . . . . . . . . 15 (π‘˜ = 𝑛 β†’ (πΉβ€˜π‘˜) = (πΉβ€˜π‘›))
64 fvoveq1 7435 . . . . . . . . . . . . . . 15 (π‘˜ = 𝑛 β†’ (πΉβ€˜(π‘˜ + 1)) = (πΉβ€˜(𝑛 + 1)))
6563, 64breq12d 5161 . . . . . . . . . . . . . 14 (π‘˜ = 𝑛 β†’ ((πΉβ€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘˜ + 1)) ↔ (πΉβ€˜π‘›) ≀ (πΉβ€˜(𝑛 + 1))))
6665rspccva 3611 . . . . . . . . . . . . 13 ((βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 (πΉβ€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘˜ + 1)) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘›) ≀ (πΉβ€˜(𝑛 + 1)))
6762, 66sylan 579 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘›) ≀ (πΉβ€˜(𝑛 + 1)))
6859, 67syldan 590 . . . . . . . . . . 11 ((((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) ∧ 𝑛 ∈ (𝑗...(π‘˜ βˆ’ 1))) β†’ (πΉβ€˜π‘›) ≀ (πΉβ€˜(𝑛 + 1)))
6943, 56, 68monoord 14005 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ (πΉβ€˜π‘˜))
7037, 41, 42, 69lesub2dd 11838 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)) ≀ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘—)))
7142, 41resubcld 11649 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)) ∈ ℝ)
7242, 37resubcld 11649 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘—)) ∈ ℝ)
7324ad2antlr 724 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ 𝑦 ∈ ℝ)
74 lelttr 11311 . . . . . . . . . 10 (((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)) ∈ ℝ ∧ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘—)) ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) β†’ (((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)) ≀ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘—)) ∧ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘—)) < 𝑦) β†’ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)) < 𝑦))
7571, 72, 73, 74syl3anc 1370 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)) ≀ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘—)) ∧ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘—)) < 𝑦) β†’ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)) < 𝑦))
7670, 75mpand 692 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ ((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘—)) < 𝑦 β†’ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)) < 𝑦))
77 ltsub23 11701 . . . . . . . . 9 ((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ ∧ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ) β†’ ((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < (πΉβ€˜π‘—) ↔ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘—)) < 𝑦))
7842, 73, 37, 77syl3anc 1370 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ ((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < (πΉβ€˜π‘—) ↔ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘—)) < 𝑦))
7918ad2antrr 723 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (ran 𝐹 βŠ† ℝ ∧ ran 𝐹 β‰  βˆ… ∧ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝐹 𝑦 ≀ π‘₯))
803adantr 480 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ 𝐹 Fn 𝑍)
81 fnfvelrn 7082 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹 Fn 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ran 𝐹)
8280, 39, 81syl2an 595 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ran 𝐹)
83 suprub 12182 . . . . . . . . . . 11 (((ran 𝐹 βŠ† ℝ ∧ ran 𝐹 β‰  βˆ… ∧ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝐹 𝑦 ≀ π‘₯) ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ran 𝐹) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ≀ sup(ran 𝐹, ℝ, < ))
8479, 82, 83syl2anc 583 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ≀ sup(ran 𝐹, ℝ, < ))
8541, 42, 84abssuble0d 15386 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ sup(ran 𝐹, ℝ, < ))) = (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)))
8685breq1d 5158 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ ((absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ sup(ran 𝐹, ℝ, < ))) < 𝑦 ↔ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)) < 𝑦))
8776, 78, 863imtr4d 294 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ ((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < (πΉβ€˜π‘—) β†’ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ sup(ran 𝐹, ℝ, < ))) < 𝑦))
8887anassrs 467 . . . . . 6 ((((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ ((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < (πΉβ€˜π‘—) β†’ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ sup(ran 𝐹, ℝ, < ))) < 𝑦))
8988ralrimdva 3153 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ ((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < (πΉβ€˜π‘—) β†’ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ sup(ran 𝐹, ℝ, < ))) < 𝑦))
9089reximdva 3167 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ (βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < (πΉβ€˜π‘—) β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ sup(ran 𝐹, ℝ, < ))) < 𝑦))
9134, 90mpd 15 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ sup(ran 𝐹, ℝ, < ))) < 𝑦)
9291ralrimiva 3145 . 2 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ sup(ran 𝐹, ℝ, < ))) < 𝑦)
937fvexi 6905 . . . 4 𝑍 ∈ V
94 fex 7230 . . . 4 ((𝐹:π‘βŸΆβ„ ∧ 𝑍 ∈ V) β†’ 𝐹 ∈ V)
951, 93, 94sylancl 585 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ V)
96 eqidd 2732 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) = (πΉβ€˜π‘˜))
9720recnd 11249 . . 3 (πœ‘ β†’ sup(ran 𝐹, ℝ, < ) ∈ β„‚)
981, 40sylan 579 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
9998recnd 11249 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
1007, 4, 95, 96, 97, 99clim2c 15456 . 2 (πœ‘ β†’ (𝐹 ⇝ sup(ran 𝐹, ℝ, < ) ↔ βˆ€π‘¦ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ sup(ran 𝐹, ℝ, < ))) < 𝑦))
10192, 100mpbird 257 1 (πœ‘ β†’ 𝐹 ⇝ sup(ran 𝐹, ℝ, < ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2105   β‰  wne 2939  βˆ€wral 3060  βˆƒwrex 3069  Vcvv 3473   βŠ† wss 3948  βˆ…c0 4322   class class class wbr 5148  ran crn 5677   Fn wfn 6538  βŸΆwf 6539  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7412  supcsup 9441  β„cr 11115  1c1 11117   + caddc 11119   < clt 11255   ≀ cle 11256   βˆ’ cmin 11451  β„€cz 12565  β„€β‰₯cuz 12829  β„+crp 12981  ...cfz 13491  abscabs 15188   ⇝ cli 15435
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729  ax-cnex 11172  ax-resscn 11173  ax-1cn 11174  ax-icn 11175  ax-addcl 11176  ax-addrcl 11177  ax-mulcl 11178  ax-mulrcl 11179  ax-mulcom 11180  ax-addass 11181  ax-mulass 11182  ax-distr 11183  ax-i2m1 11184  ax-1ne0 11185  ax-1rid 11186  ax-rnegex 11187  ax-rrecex 11188  ax-cnre 11189  ax-pre-lttri 11190  ax-pre-lttrn 11191  ax-pre-ltadd 11192  ax-pre-mulgt0 11193  ax-pre-sup 11194
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7860  df-1st 7979  df-2nd 7980  df-frecs 8272  df-wrecs 8303  df-recs 8377  df-rdg 8416  df-er 8709  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-sup 9443  df-pnf 11257  df-mnf 11258  df-xr 11259  df-ltxr 11260  df-le 11261  df-sub 11453  df-neg 11454  df-div 11879  df-nn 12220  df-2 12282  df-3 12283  df-n0 12480  df-z 12566  df-uz 12830  df-rp 12982  df-fz 13492  df-seq 13974  df-exp 14035  df-cj 15053  df-re 15054  df-im 15055  df-sqrt 15189  df-abs 15190  df-clim 15439
This theorem is referenced by:  isumsup2  15799  climcnds  15804  itg1climres  25565  itg2monolem1  25601  itg2i1fseq  25606  itg2i1fseq2  25607  emcllem6  26848  lmdvg  33399  esumpcvgval  33542  meaiuninclem  45658
  Copyright terms: Public domain W3C validator