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

Theorem climsup 15612
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 6722 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ ran 𝐹 βŠ† ℝ)
31ffnd 6715 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝐹 Fn 𝑍)
4 climsup.2 . . . . . . . . . . . . 13 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
5 uzid 12833 . . . . . . . . . . . . 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 2845 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ 𝑍)
9 fnfvelrn 7078 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹 Fn 𝑍 ∧ 𝑀 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘€) ∈ ran 𝐹)
103, 8, 9syl2anc 585 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (πΉβ€˜π‘€) ∈ ran 𝐹)
1110ne0d 4334 . . . . . . . . 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 5150 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (πΉβ€˜π‘˜) β†’ (𝑦 ≀ π‘₯ ↔ (πΉβ€˜π‘˜) ≀ π‘₯))
1413ralrn 7085 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹 Fn 𝑍 β†’ (βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝐹 𝑦 ≀ π‘₯ ↔ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 (πΉβ€˜π‘˜) ≀ π‘₯))
1514rexbidv 3179 . . . . . . . . . . 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 1129 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (ran 𝐹 βŠ† ℝ ∧ ran 𝐹 β‰  βˆ… ∧ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝐹 𝑦 ≀ π‘₯))
19 suprcl 12170 . . . . . . . 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 13006 . . . . . . 7 ((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < sup(ran 𝐹, ℝ, < ))
2220, 21sylan 581 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < sup(ran 𝐹, ℝ, < ))
2318adantr 482 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ (ran 𝐹 βŠ† ℝ ∧ ran 𝐹 β‰  βˆ… ∧ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ ran 𝐹 𝑦 ≀ π‘₯))
24 rpre 12978 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ ℝ+ β†’ 𝑦 ∈ ℝ)
25 resubcl 11520 . . . . . . . 8 ((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) β†’ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) ∈ ℝ)
2620, 24, 25syl2an 597 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) ∈ ℝ)
27 suprlub 12174 . . . . . . 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 585 . . . . . 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 5151 . . . . . . . 8 (π‘˜ = (πΉβ€˜π‘—) β†’ ((sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < π‘˜ ↔ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < (πΉβ€˜π‘—)))
3130rexrn 7084 . . . . . . 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 478 . . . . 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 592 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ 𝑦) < (πΉβ€˜π‘—))
35 ffvelcdm 7079 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹:π‘βŸΆβ„ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
361, 35sylan 581 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
3736ad2ant2r 746 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ∈ ℝ)
381adantr 482 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ 𝐹:π‘βŸΆβ„)
397uztrn2 12837 . . . . . . . . . . 11 ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ π‘˜ ∈ 𝑍)
40 ffvelcdm 7079 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹:π‘βŸΆβ„ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
4138, 39, 40syl2an 597 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
4220ad2antrr 725 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ sup(ran 𝐹, ℝ, < ) ∈ ℝ)
43 simprr 772 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))
44 fzssuz 13538 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑗...π‘˜) βŠ† (β„€β‰₯β€˜π‘—)
45 uzss 12841 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€) β†’ (β„€β‰₯β€˜π‘—) βŠ† (β„€β‰₯β€˜π‘€))
4645, 7sseqtrrdi 4032 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑗 ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘€) β†’ (β„€β‰₯β€˜π‘—) βŠ† 𝑍)
4746, 7eleq2s 2852 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑗 ∈ 𝑍 β†’ (β„€β‰₯β€˜π‘—) βŠ† 𝑍)
4847ad2antrl 727 . . . . . . . . . . . . . 14 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (β„€β‰₯β€˜π‘—) βŠ† 𝑍)
4944, 48sstrid 3992 . . . . . . . . . . . . 13 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (𝑗...π‘˜) βŠ† 𝑍)
50 ffvelcdm 7079 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐹:π‘βŸΆβ„ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘›) ∈ ℝ)
5150ralrimiva 3147 . . . . . . . . . . . . . . 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 725 . . . . . . . . . . . . 13 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 (πΉβ€˜π‘›) ∈ ℝ)
54 ssralv 4049 . . . . . . . . . . . . 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 3249 . . . . . . . . . . 11 ((((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) ∧ 𝑛 ∈ (𝑗...π‘˜)) β†’ (πΉβ€˜π‘›) ∈ ℝ)
57 fzssuz 13538 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑗...(π‘˜ βˆ’ 1)) βŠ† (β„€β‰₯β€˜π‘—)
5857, 48sstrid 3992 . . . . . . . . . . . . 13 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (𝑗...(π‘˜ βˆ’ 1)) βŠ† 𝑍)
5958sselda 3981 . . . . . . . . . . . 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 3147 . . . . . . . . . . . . . 14 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘˜ ∈ 𝑍 (πΉβ€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘˜ + 1)))
6261ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . 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 6888 . . . . . . . . . . . . . . 15 (π‘˜ = 𝑛 β†’ (πΉβ€˜π‘˜) = (πΉβ€˜π‘›))
64 fvoveq1 7427 . . . . . . . . . . . . . . 15 (π‘˜ = 𝑛 β†’ (πΉβ€˜(π‘˜ + 1)) = (πΉβ€˜(𝑛 + 1)))
6563, 64breq12d 5160 . . . . . . . . . . . . . 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 581 . . . . . . . . . . . 12 ((((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘›) ≀ (πΉβ€˜(𝑛 + 1)))
6859, 67syldan 592 . . . . . . . . . . 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 13994 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (πΉβ€˜π‘—) ≀ (πΉβ€˜π‘˜))
7037, 41, 42, 69lesub2dd 11827 . . . . . . . . 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 11638 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘˜)) ∈ ℝ)
7242, 37resubcld 11638 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (sup(ran 𝐹, ℝ, < ) βˆ’ (πΉβ€˜π‘—)) ∈ ℝ)
7324ad2antlr 726 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ 𝑦 ∈ ℝ)
74 lelttr 11300 . . . . . . . . . 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 1372 . . . . . . . . 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 694 . . . . . . . 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 11690 . . . . . . . . 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 1372 . . . . . . . 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 725 . . . . . . . . . . 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 482 . . . . . . . . . . . 12 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) β†’ 𝐹 Fn 𝑍)
81 fnfvelrn 7078 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹 Fn 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ran 𝐹)
8280, 39, 81syl2an 597 . . . . . . . . . . 11 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ran 𝐹)
83 suprub 12171 . . . . . . . . . . 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 585 . . . . . . . . . 10 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—))) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ≀ sup(ran 𝐹, ℝ, < ))
8541, 42, 84abssuble0d 15375 . . . . . . . . 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 5157 . . . . . . . 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 469 . . . . . 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 3155 . . . . 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 3169 . . . 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 3147 . 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 6902 . . . 4 𝑍 ∈ V
94 fex 7223 . . . 4 ((𝐹:π‘βŸΆβ„ ∧ 𝑍 ∈ V) β†’ 𝐹 ∈ V)
951, 93, 94sylancl 587 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ V)
96 eqidd 2734 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) = (πΉβ€˜π‘˜))
9720recnd 11238 . . 3 (πœ‘ β†’ sup(ran 𝐹, ℝ, < ) ∈ β„‚)
981, 40sylan 581 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ ℝ)
9998recnd 11238 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
1007, 4, 95, 96, 97, 99clim2c 15445 . 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 397   ∧ w3a 1088   = wceq 1542   ∈ wcel 2107   β‰  wne 2941  βˆ€wral 3062  βˆƒwrex 3071  Vcvv 3475   βŠ† wss 3947  βˆ…c0 4321   class class class wbr 5147  ran crn 5676   Fn wfn 6535  βŸΆwf 6536  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7404  supcsup 9431  β„cr 11105  1c1 11107   + caddc 11109   < clt 11244   ≀ cle 11245   βˆ’ cmin 11440  β„€cz 12554  β„€β‰₯cuz 12818  β„+crp 12970  ...cfz 13480  abscabs 15177   ⇝ cli 15424
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7720  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7360  df-ov 7407  df-oprab 7408  df-mpo 7409  df-om 7851  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-frecs 8261  df-wrecs 8292  df-recs 8366  df-rdg 8405  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-sup 9433  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-n0 12469  df-z 12555  df-uz 12819  df-rp 12971  df-fz 13481  df-seq 13963  df-exp 14024  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-clim 15428
This theorem is referenced by:  isumsup2  15788  climcnds  15793  itg1climres  25214  itg2monolem1  25250  itg2i1fseq  25255  itg2i1fseq2  25256  emcllem6  26485  lmdvg  32871  esumpcvgval  33014  meaiuninclem  45131
  Copyright terms: Public domain W3C validator