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Theorem finfdm 46851
Description: The domain of the inf function is defined in Proposition 121F (c) of [Fremlin1], p. 39. See smfinf 46823. Note that this definition of the inf function is quite general, as it does not require the original functions to be sigma-measurable, and it could be applied to uncountable sets of functions. The equality proved here is part of the proof of the fifth statement of Proposition 121H in [Fremlin1], p. 39. (Contributed by Glauco Siliprandi, 1-Feb-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
finfdm.1 𝑛𝜑
finfdm.2 𝑥𝜑
finfdm.3 𝑚𝜑
finfdm.4 𝑥𝐹
finfdm.5 ((𝜑𝑛𝑍) → (𝐹𝑛):dom (𝐹𝑛)⟶ℝ*)
finfdm.6 𝐷 = {𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛) ∣ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)}
finfdm.7 𝐻 = (𝑛𝑍 ↦ (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)}))
Assertion
Ref Expression
finfdm (𝜑𝐷 = 𝑚 ∈ ℕ 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚))
Distinct variable groups:   𝐷,𝑚   𝑚,𝐹,𝑦   𝑦,𝐻   𝑚,𝑍,𝑛,𝑥,𝑦   𝜑,𝑦
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑚,𝑛)   𝐷(𝑥,𝑦,𝑛)   𝐹(𝑥,𝑛)   𝐻(𝑥,𝑚,𝑛)

Proof of Theorem finfdm
StepHypRef Expression
1 finfdm.6 . . 3 𝐷 = {𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛) ∣ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)}
2 finfdm.2 . . . 4 𝑥𝜑
3 nfcv 2892 . . . . 5 𝑥
4 nfcv 2892 . . . . . 6 𝑥𝑍
5 finfdm.7 . . . . . . . . 9 𝐻 = (𝑛𝑍 ↦ (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)}))
6 nfrab1 3429 . . . . . . . . . . 11 𝑥{𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)}
73, 6nfmpt 5208 . . . . . . . . . 10 𝑥(𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)})
84, 7nfmpt 5208 . . . . . . . . 9 𝑥(𝑛𝑍 ↦ (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)}))
95, 8nfcxfr 2890 . . . . . . . 8 𝑥𝐻
10 nfcv 2892 . . . . . . . 8 𝑥𝑛
119, 10nffv 6871 . . . . . . 7 𝑥(𝐻𝑛)
12 nfcv 2892 . . . . . . 7 𝑥𝑚
1311, 12nffv 6871 . . . . . 6 𝑥((𝐻𝑛)‘𝑚)
144, 13nfiin 4991 . . . . 5 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)
153, 14nfiun 4990 . . . 4 𝑥 𝑚 ∈ ℕ 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)
16 finfdm.3 . . . . . . . . . . 11 𝑚𝜑
17 nfv 1914 . . . . . . . . . . 11 𝑚 𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)
1816, 17nfan 1899 . . . . . . . . . 10 𝑚(𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛))
19 nfv 1914 . . . . . . . . . 10 𝑚 𝑦 ∈ ℝ
2018, 19nfan 1899 . . . . . . . . 9 𝑚((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ)
21 nfv 1914 . . . . . . . . 9 𝑚𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)
2220, 21nfan 1899 . . . . . . . 8 𝑚(((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥))
23 finfdm.1 . . . . . . . . . . . . 13 𝑛𝜑
24 nfii1 4996 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑛 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)
2524nfel2 2911 . . . . . . . . . . . . 13 𝑛 𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)
2623, 25nfan 1899 . . . . . . . . . . . 12 𝑛(𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛))
27 nfv 1914 . . . . . . . . . . . 12 𝑛 𝑦 ∈ ℝ
2826, 27nfan 1899 . . . . . . . . . . 11 𝑛((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ)
29 nfra1 3262 . . . . . . . . . . 11 𝑛𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)
3028, 29nfan 1899 . . . . . . . . . 10 𝑛(((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥))
31 nfv 1914 . . . . . . . . . 10 𝑛 𝑚 ∈ ℕ
32 nfv 1914 . . . . . . . . . 10 𝑛-𝑦 < 𝑚
3330, 31, 32nf3an 1901 . . . . . . . . 9 𝑛((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚)
34 vex 3454 . . . . . . . . . 10 𝑥 ∈ V
3534a1i 11 . . . . . . . . 9 (((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) → 𝑥 ∈ V)
36 simp-4r 783 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛))
37363ad2antl1 1186 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛))
38 simpr 484 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑛𝑍)
39 eliinid 45112 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛))
4037, 38, 39syl2anc 584 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛))
41 simpl2 1193 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑚 ∈ ℕ)
42 nnre 12200 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑚 ∈ ℕ → 𝑚 ∈ ℝ)
4342renegcld 11612 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑚 ∈ ℕ → -𝑚 ∈ ℝ)
4443rexrd 11231 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑚 ∈ ℕ → -𝑚 ∈ ℝ*)
4541, 44syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → -𝑚 ∈ ℝ*)
46 simpllr 775 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑦 ∈ ℝ)
47 rexr 11227 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 ∈ ℝ → 𝑦 ∈ ℝ*)
4846, 47syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑦 ∈ ℝ*)
49483ad2antl1 1186 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑦 ∈ ℝ*)
50 simp-4l 782 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑛𝑍) → 𝜑)
51503ad2antl1 1186 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → 𝜑)
52 finfdm.5 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑛𝑍) → (𝐹𝑛):dom (𝐹𝑛)⟶ℝ*)
53523adant3 1132 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑛𝑍𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛)) → (𝐹𝑛):dom (𝐹𝑛)⟶ℝ*)
54 simp3 1138 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑛𝑍𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛)) → 𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛))
5553, 54ffvelcdmd 7060 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑛𝑍𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛)) → ((𝐹𝑛)‘𝑥) ∈ ℝ*)
5651, 38, 40, 55syl3anc 1373 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → ((𝐹𝑛)‘𝑥) ∈ ℝ*)
57463ad2antl1 1186 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑦 ∈ ℝ)
58 simpl3 1194 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → -𝑦 < 𝑚)
59 simp1 1136 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) → 𝑦 ∈ ℝ)
60423ad2ant2 1134 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) → 𝑚 ∈ ℝ)
61 simp3 1138 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) → -𝑦 < 𝑚)
6259, 60, 61ltnegcon1d 11765 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦 ∈ ℝ ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) → -𝑚 < 𝑦)
6357, 41, 58, 62syl3anc 1373 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → -𝑚 < 𝑦)
64 simpl1r 1226 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥))
65 rspa 3227 . . . . . . . . . . . . 13 ((∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥))
6664, 38, 65syl2anc 584 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥))
6745, 49, 56, 63, 66xrltletrd 13128 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥))
6840, 67rabidd 45156 . . . . . . . . . 10 ((((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑥 ∈ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)})
69 id 22 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛𝑍𝑛𝑍)
70 nnex 12199 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ℕ ∈ V
7170mptex 7200 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)}) ∈ V
7271a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛𝑍 → (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)}) ∈ V)
735fvmpt2 6982 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑛𝑍 ∧ (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)}) ∈ V) → (𝐻𝑛) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)}))
7469, 72, 73syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛𝑍 → (𝐻𝑛) = (𝑚 ∈ ℕ ↦ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)}))
75 finfdm.4 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑥𝐹
7675, 10nffv 6871 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑥(𝐹𝑛)
7776nfdm 5918 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑥dom (𝐹𝑛)
78 fvex 6874 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐹𝑛) ∈ V
7978dmex 7888 . . . . . . . . . . . . . . 15 dom (𝐹𝑛) ∈ V
8077, 79rabexf 45135 . . . . . . . . . . . . . 14 {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)} ∈ V
8180a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛𝑍𝑚 ∈ ℕ) → {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)} ∈ V)
8274, 81fvmpt2d 6984 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑛𝑍𝑚 ∈ ℕ) → ((𝐻𝑛)‘𝑚) = {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)})
8382eqcomd 2736 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛𝑍𝑚 ∈ ℕ) → {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)} = ((𝐻𝑛)‘𝑚))
8438, 41, 83syl2anc 584 . . . . . . . . . 10 ((((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)} = ((𝐻𝑛)‘𝑚))
8568, 84eleqtrd 2831 . . . . . . . . 9 ((((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑥 ∈ ((𝐻𝑛)‘𝑚))
8633, 35, 85eliind2 45131 . . . . . . . 8 (((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ ∧ -𝑦 < 𝑚) → 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚))
87 renegcl 11492 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℝ → -𝑦 ∈ ℝ)
8887archd 45163 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℝ → ∃𝑚 ∈ ℕ -𝑦 < 𝑚)
8988ad2antlr 727 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) → ∃𝑚 ∈ ℕ -𝑦 < 𝑚)
9022, 86, 89reximdd 45149 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) → ∃𝑚 ∈ ℕ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚))
9190rexlimdva2 3137 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛)) → (∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥) → ∃𝑚 ∈ ℕ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)))
92913impia 1117 . . . . 5 ((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛) ∧ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) → ∃𝑚 ∈ ℕ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚))
93 eliun 4962 . . . . 5 (𝑥 𝑚 ∈ ℕ 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚) ↔ ∃𝑚 ∈ ℕ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚))
9492, 93sylibr 234 . . . 4 ((𝜑𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛) ∧ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)) → 𝑥 𝑚 ∈ ℕ 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚))
952, 15, 94rabssd 45143 . . 3 (𝜑 → {𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛) ∣ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)} ⊆ 𝑚 ∈ ℕ 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚))
961, 95eqsstrid 3988 . 2 (𝜑𝐷 𝑚 ∈ ℕ 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚))
97 nfcv 2892 . . 3 𝑚𝐷
98 nfv 1914 . . . . 5 𝑥 𝑚 ∈ ℕ
992, 98nfan 1899 . . . 4 𝑥(𝜑𝑚 ∈ ℕ)
100 nfrab1 3429 . . . . 5 𝑥{𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛) ∣ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)}
1011, 100nfcxfr 2890 . . . 4 𝑥𝐷
10223, 31nfan 1899 . . . . . . . 8 𝑛(𝜑𝑚 ∈ ℕ)
103 nfii1 4996 . . . . . . . . 9 𝑛 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)
104103nfel2 2911 . . . . . . . 8 𝑛 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)
105102, 104nfan 1899 . . . . . . 7 𝑛((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚))
106 simpr 484 . . . . . . 7 (((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) → 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚))
107 eliinid 45112 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑥 ∈ ((𝐻𝑛)‘𝑚))
108107adantll 714 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑥 ∈ ((𝐻𝑛)‘𝑚))
10969adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑛𝑍)
110 simpllr 775 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑚 ∈ ℕ)
111109, 110, 82syl2anc 584 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) ∧ 𝑛𝑍) → ((𝐻𝑛)‘𝑚) = {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)})
112108, 111eleqtrd 2831 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑥 ∈ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)})
113 rabidim1 3431 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)} → 𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛))
114112, 113syl 17 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) ∧ 𝑛𝑍) → 𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛))
115105, 106, 114eliind2 45131 . . . . . 6 (((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) → 𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛))
11643ad2antlr 727 . . . . . . 7 (((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) → -𝑚 ∈ ℝ)
117 breq1 5113 . . . . . . . . 9 (𝑦 = -𝑚 → (𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥) ↔ -𝑚 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)))
118117ralbidv 3157 . . . . . . . 8 (𝑦 = -𝑚 → (∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥) ↔ ∀𝑛𝑍 -𝑚 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)))
119118adantl 481 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) ∧ 𝑦 = -𝑚) → (∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥) ↔ ∀𝑛𝑍 -𝑚 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)))
120110, 44syl 17 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) ∧ 𝑛𝑍) → -𝑚 ∈ ℝ*)
121 simplll 774 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) ∧ 𝑛𝑍) → 𝜑)
122121, 109, 114, 55syl3anc 1373 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) ∧ 𝑛𝑍) → ((𝐹𝑛)‘𝑥) ∈ ℝ*)
123 rabidim2 45103 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ {𝑥 ∈ dom (𝐹𝑛) ∣ -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥)} → -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥))
124112, 123syl 17 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) ∧ 𝑛𝑍) → -𝑚 < ((𝐹𝑛)‘𝑥))
125120, 122, 124xrltled 13117 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) ∧ 𝑛𝑍) → -𝑚 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥))
126105, 125ralrimia 3237 . . . . . . 7 (((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) → ∀𝑛𝑍 -𝑚 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥))
127116, 119, 126rspcedvd 3593 . . . . . 6 (((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥))
128115, 127rabidd 45156 . . . . 5 (((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) → 𝑥 ∈ {𝑥 𝑛𝑍 dom (𝐹𝑛) ∣ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛𝑍 𝑦 ≤ ((𝐹𝑛)‘𝑥)})
129128, 1eleqtrrdi 2840 . . . 4 (((𝜑𝑚 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚)) → 𝑥𝐷)
13099, 14, 101, 129ssdf2 45142 . . 3 ((𝜑𝑚 ∈ ℕ) → 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚) ⊆ 𝐷)
13116, 97, 130iunssdf 45157 . 2 (𝜑 𝑚 ∈ ℕ 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚) ⊆ 𝐷)
13296, 131eqssd 3967 1 (𝜑𝐷 = 𝑚 ∈ ℕ 𝑛𝑍 ((𝐻𝑛)‘𝑚))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1540  wnf 1783  wcel 2109  wnfc 2877  wral 3045  wrex 3054  {crab 3408  Vcvv 3450   ciun 4958   ciin 4959   class class class wbr 5110  cmpt 5191  dom cdm 5641  wf 6510  cfv 6514  cr 11074  *cxr 11214   < clt 11215  cle 11216  -cneg 11413  cn 12193
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-rep 5237  ax-sep 5254  ax-nul 5264  ax-pow 5323  ax-pr 5390  ax-un 7714  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-addrcl 11136  ax-mulcl 11137  ax-mulrcl 11138  ax-mulcom 11139  ax-addass 11140  ax-mulass 11141  ax-distr 11142  ax-i2m1 11143  ax-1ne0 11144  ax-1rid 11145  ax-rnegex 11146  ax-rrecex 11147  ax-cnre 11148  ax-pre-lttri 11149  ax-pre-lttrn 11150  ax-pre-ltadd 11151  ax-pre-mulgt0 11152  ax-pre-sup 11153
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3757  df-csb 3866  df-dif 3920  df-un 3922  df-in 3924  df-ss 3934  df-pss 3937  df-nul 4300  df-if 4492  df-pw 4568  df-sn 4593  df-pr 4595  df-op 4599  df-uni 4875  df-iun 4960  df-iin 4961  df-br 5111  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5536  df-eprel 5541  df-po 5549  df-so 5550  df-fr 5594  df-we 5596  df-xp 5647  df-rel 5648  df-cnv 5649  df-co 5650  df-dm 5651  df-rn 5652  df-res 5653  df-ima 5654  df-pred 6277  df-ord 6338  df-on 6339  df-lim 6340  df-suc 6341  df-iota 6467  df-fun 6516  df-fn 6517  df-f 6518  df-f1 6519  df-fo 6520  df-f1o 6521  df-fv 6522  df-riota 7347  df-ov 7393  df-oprab 7394  df-mpo 7395  df-om 7846  df-2nd 7972  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8343  df-rdg 8381  df-er 8674  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-pnf 11217  df-mnf 11218  df-xr 11219  df-ltxr 11220  df-le 11221  df-sub 11414  df-neg 11415  df-nn 12194
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