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Theorem finfdm 45861
Description: The domain of the inf function is defined in Proposition 121F (c) of [Fremlin1], p. 39. See smfinf 45833. 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 β„²π‘›πœ‘
finfdm.2 β„²π‘₯πœ‘
finfdm.3 β„²π‘šπœ‘
finfdm.4 β„²π‘₯𝐹
finfdm.5 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘›):dom (πΉβ€˜π‘›)βŸΆβ„*)
finfdm.6 𝐷 = {π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)}
finfdm.7 𝐻 = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (π‘š ∈ β„• ↦ {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)}))
Assertion
Ref Expression
finfdm (πœ‘ β†’ 𝐷 = βˆͺ π‘š ∈ β„• ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š))
Distinct variable groups:   𝐷,π‘š   π‘š,𝐹,𝑦   𝑦,𝐻   π‘š,𝑍,𝑛,π‘₯,𝑦   πœ‘,𝑦
Allowed substitution hints:   πœ‘(π‘₯,π‘š,𝑛)   𝐷(π‘₯,𝑦,𝑛)   𝐹(π‘₯,𝑛)   𝐻(π‘₯,π‘š,𝑛)

Proof of Theorem finfdm
StepHypRef Expression
1 finfdm.6 . . 3 𝐷 = {π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)}
2 finfdm.2 . . . 4 β„²π‘₯πœ‘
3 nfcv 2902 . . . . 5 β„²π‘₯β„•
4 nfcv 2902 . . . . . 6 β„²π‘₯𝑍
5 finfdm.7 . . . . . . . . 9 𝐻 = (𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (π‘š ∈ β„• ↦ {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)}))
6 nfrab1 3450 . . . . . . . . . . 11 β„²π‘₯{π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)}
73, 6nfmpt 5255 . . . . . . . . . 10 β„²π‘₯(π‘š ∈ β„• ↦ {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)})
84, 7nfmpt 5255 . . . . . . . . 9 β„²π‘₯(𝑛 ∈ 𝑍 ↦ (π‘š ∈ β„• ↦ {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)}))
95, 8nfcxfr 2900 . . . . . . . 8 β„²π‘₯𝐻
10 nfcv 2902 . . . . . . . 8 β„²π‘₯𝑛
119, 10nffv 6901 . . . . . . 7 β„²π‘₯(π»β€˜π‘›)
12 nfcv 2902 . . . . . . 7 β„²π‘₯π‘š
1311, 12nffv 6901 . . . . . 6 β„²π‘₯((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)
144, 13nfiin 5028 . . . . 5 β„²π‘₯∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)
153, 14nfiun 5027 . . . 4 β„²π‘₯βˆͺ π‘š ∈ β„• ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)
16 finfdm.3 . . . . . . . . . . 11 β„²π‘šπœ‘
17 nfv 1916 . . . . . . . . . . 11 β„²π‘š π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)
1816, 17nfan 1901 . . . . . . . . . 10 β„²π‘š(πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›))
19 nfv 1916 . . . . . . . . . 10 β„²π‘š 𝑦 ∈ ℝ
2018, 19nfan 1901 . . . . . . . . 9 β„²π‘š((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ)
21 nfv 1916 . . . . . . . . 9 β„²π‘šβˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)
2220, 21nfan 1901 . . . . . . . 8 β„²π‘š(((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯))
23 finfdm.1 . . . . . . . . . . . . 13 β„²π‘›πœ‘
24 nfii1 5032 . . . . . . . . . . . . . 14 β„²π‘›βˆ© 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)
2524nfel2 2920 . . . . . . . . . . . . 13 Ⅎ𝑛 π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)
2623, 25nfan 1901 . . . . . . . . . . . 12 Ⅎ𝑛(πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›))
27 nfv 1916 . . . . . . . . . . . 12 Ⅎ𝑛 𝑦 ∈ ℝ
2826, 27nfan 1901 . . . . . . . . . . 11 Ⅎ𝑛((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ)
29 nfra1 3280 . . . . . . . . . . 11 β„²π‘›βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)
3028, 29nfan 1901 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑛(((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯))
31 nfv 1916 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑛 π‘š ∈ β„•
32 nfv 1916 . . . . . . . . . 10 Ⅎ𝑛-𝑦 < π‘š
3330, 31, 32nf3an 1903 . . . . . . . . 9 Ⅎ𝑛((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š)
34 vex 3477 . . . . . . . . . 10 π‘₯ ∈ V
3534a1i 11 . . . . . . . . 9 (((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) β†’ π‘₯ ∈ V)
36 simp-4r 781 . . . . . . . . . . . . 13 (((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›))
37363ad2antl1 1184 . . . . . . . . . . . 12 ((((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›))
38 simpr 484 . . . . . . . . . . . 12 ((((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ 𝑛 ∈ 𝑍)
39 eliinid 44102 . . . . . . . . . . . 12 ((π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›))
4037, 38, 39syl2anc 583 . . . . . . . . . . 11 ((((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›))
41 simpl2 1191 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ π‘š ∈ β„•)
42 nnre 12224 . . . . . . . . . . . . . . 15 (π‘š ∈ β„• β†’ π‘š ∈ ℝ)
4342renegcld 11646 . . . . . . . . . . . . . 14 (π‘š ∈ β„• β†’ -π‘š ∈ ℝ)
4443rexrd 11269 . . . . . . . . . . . . 13 (π‘š ∈ β„• β†’ -π‘š ∈ ℝ*)
4541, 44syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ -π‘š ∈ ℝ*)
46 simpllr 773 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ 𝑦 ∈ ℝ)
47 rexr 11265 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 ∈ ℝ β†’ 𝑦 ∈ ℝ*)
4846, 47syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ 𝑦 ∈ ℝ*)
49483ad2antl1 1184 . . . . . . . . . . . 12 ((((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ 𝑦 ∈ ℝ*)
50 simp-4l 780 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ πœ‘)
51503ad2antl1 1184 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ πœ‘)
52 finfdm.5 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘›):dom (πΉβ€˜π‘›)βŸΆβ„*)
53523adant3 1131 . . . . . . . . . . . . . 14 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍 ∧ π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›)) β†’ (πΉβ€˜π‘›):dom (πΉβ€˜π‘›)βŸΆβ„*)
54 simp3 1137 . . . . . . . . . . . . . 14 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍 ∧ π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›)) β†’ π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›))
5553, 54ffvelcdmd 7087 . . . . . . . . . . . . 13 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ 𝑍 ∧ π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›)) β†’ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯) ∈ ℝ*)
5651, 38, 40, 55syl3anc 1370 . . . . . . . . . . . 12 ((((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯) ∈ ℝ*)
57463ad2antl1 1184 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ 𝑦 ∈ ℝ)
58 simpl3 1192 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ -𝑦 < π‘š)
59 simp1 1135 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℝ ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) β†’ 𝑦 ∈ ℝ)
60423ad2ant2 1133 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℝ ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) β†’ π‘š ∈ ℝ)
61 simp3 1137 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ∈ ℝ ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) β†’ -𝑦 < π‘š)
6259, 60, 61ltnegcon1d 11799 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦 ∈ ℝ ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) β†’ -π‘š < 𝑦)
6357, 41, 58, 62syl3anc 1370 . . . . . . . . . . . 12 ((((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ -π‘š < 𝑦)
64 simpl1r 1224 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯))
65 rspa 3244 . . . . . . . . . . . . 13 ((βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯))
6664, 38, 65syl2anc 583 . . . . . . . . . . . 12 ((((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯))
6745, 49, 56, 63, 66xrltletrd 13145 . . . . . . . . . . 11 ((((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯))
6840, 67rabidd 44151 . . . . . . . . . 10 ((((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ π‘₯ ∈ {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)})
69 id 22 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 ∈ 𝑍 β†’ 𝑛 ∈ 𝑍)
70 nnex 12223 . . . . . . . . . . . . . . . 16 β„• ∈ V
7170mptex 7227 . . . . . . . . . . . . . . 15 (π‘š ∈ β„• ↦ {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)}) ∈ V
7271a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 ∈ 𝑍 β†’ (π‘š ∈ β„• ↦ {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)}) ∈ V)
735fvmpt2 7009 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑛 ∈ 𝑍 ∧ (π‘š ∈ β„• ↦ {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)}) ∈ V) β†’ (π»β€˜π‘›) = (π‘š ∈ β„• ↦ {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)}))
7469, 72, 73syl2anc 583 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑛 ∈ 𝑍 β†’ (π»β€˜π‘›) = (π‘š ∈ β„• ↦ {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)}))
75 finfdm.4 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 β„²π‘₯𝐹
7675, 10nffv 6901 . . . . . . . . . . . . . . . 16 β„²π‘₯(πΉβ€˜π‘›)
7776nfdm 5950 . . . . . . . . . . . . . . 15 β„²π‘₯dom (πΉβ€˜π‘›)
78 fvex 6904 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (πΉβ€˜π‘›) ∈ V
7978dmex 7905 . . . . . . . . . . . . . . 15 dom (πΉβ€˜π‘›) ∈ V
8077, 79rabexf 44125 . . . . . . . . . . . . . 14 {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)} ∈ V
8180a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑛 ∈ 𝑍 ∧ π‘š ∈ β„•) β†’ {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)} ∈ V)
8274, 81fvmpt2d 7011 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑛 ∈ 𝑍 ∧ π‘š ∈ β„•) β†’ ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š) = {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)})
8382eqcomd 2737 . . . . . . . . . . 11 ((𝑛 ∈ 𝑍 ∧ π‘š ∈ β„•) β†’ {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)} = ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š))
8438, 41, 83syl2anc 583 . . . . . . . . . 10 ((((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)} = ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š))
8568, 84eleqtrd 2834 . . . . . . . . 9 ((((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ π‘₯ ∈ ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š))
8633, 35, 85eliind2 44121 . . . . . . . 8 (((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) ∧ π‘š ∈ β„• ∧ -𝑦 < π‘š) β†’ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š))
87 renegcl 11528 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ ℝ β†’ -𝑦 ∈ ℝ)
8887archd 44158 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ ℝ β†’ βˆƒπ‘š ∈ β„• -𝑦 < π‘š)
8988ad2antlr 724 . . . . . . . 8 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) β†’ βˆƒπ‘š ∈ β„• -𝑦 < π‘š)
9022, 86, 89reximdd 44143 . . . . . . 7 ((((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) β†’ βˆƒπ‘š ∈ β„• π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š))
9190rexlimdva2 3156 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›)) β†’ (βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯) β†’ βˆƒπ‘š ∈ β„• π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)))
92913impia 1116 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›) ∧ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) β†’ βˆƒπ‘š ∈ β„• π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š))
93 eliun 5001 . . . . 5 (π‘₯ ∈ βˆͺ π‘š ∈ β„• ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š) ↔ βˆƒπ‘š ∈ β„• π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š))
9492, 93sylibr 233 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›) ∧ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)) β†’ π‘₯ ∈ βˆͺ π‘š ∈ β„• ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š))
952, 15, 94rabssd 44133 . . 3 (πœ‘ β†’ {π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)} βŠ† βˆͺ π‘š ∈ β„• ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š))
961, 95eqsstrid 4030 . 2 (πœ‘ β†’ 𝐷 βŠ† βˆͺ π‘š ∈ β„• ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š))
97 nfcv 2902 . . 3 β„²π‘šπ·
98 nfv 1916 . . . . 5 β„²π‘₯ π‘š ∈ β„•
992, 98nfan 1901 . . . 4 β„²π‘₯(πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•)
100 nfrab1 3450 . . . . 5 β„²π‘₯{π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)}
1011, 100nfcxfr 2900 . . . 4 β„²π‘₯𝐷
10223, 31nfan 1901 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑛(πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•)
103 nfii1 5032 . . . . . . . . 9 β„²π‘›βˆ© 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)
104103nfel2 2920 . . . . . . . 8 Ⅎ𝑛 π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)
105102, 104nfan 1901 . . . . . . 7 Ⅎ𝑛((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š))
106 simpr 484 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) β†’ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š))
107 eliinid 44102 . . . . . . . . . 10 ((π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ π‘₯ ∈ ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š))
108107adantll 711 . . . . . . . . 9 ((((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ π‘₯ ∈ ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š))
10969adantl 481 . . . . . . . . . 10 ((((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ 𝑛 ∈ 𝑍)
110 simpllr 773 . . . . . . . . . 10 ((((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ π‘š ∈ β„•)
111109, 110, 82syl2anc 583 . . . . . . . . 9 ((((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š) = {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)})
112108, 111eleqtrd 2834 . . . . . . . 8 ((((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ π‘₯ ∈ {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)})
113 rabidim1 3452 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)} β†’ π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›))
114112, 113syl 17 . . . . . . 7 ((((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›))
115105, 106, 114eliind2 44121 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) β†’ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›))
11643ad2antlr 724 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) β†’ -π‘š ∈ ℝ)
117 breq1 5151 . . . . . . . . 9 (𝑦 = -π‘š β†’ (𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯) ↔ -π‘š ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)))
118117ralbidv 3176 . . . . . . . 8 (𝑦 = -π‘š β†’ (βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯) ↔ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 -π‘š ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)))
119118adantl 481 . . . . . . 7 ((((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) ∧ 𝑦 = -π‘š) β†’ (βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯) ↔ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 -π‘š ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)))
120110, 44syl 17 . . . . . . . . 9 ((((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ -π‘š ∈ ℝ*)
121 simplll 772 . . . . . . . . . 10 ((((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ πœ‘)
122121, 109, 114, 55syl3anc 1370 . . . . . . . . 9 ((((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯) ∈ ℝ*)
123 rabidim2 44093 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ ∈ {π‘₯ ∈ dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)} β†’ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯))
124112, 123syl 17 . . . . . . . . 9 ((((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ -π‘š < ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯))
125120, 122, 124xrltled 13134 . . . . . . . 8 ((((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) ∧ 𝑛 ∈ 𝑍) β†’ -π‘š ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯))
126105, 125ralrimia 3254 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) β†’ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 -π‘š ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯))
127116, 119, 126rspcedvd 3614 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) β†’ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯))
128115, 127rabidd 44151 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) β†’ π‘₯ ∈ {π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 dom (πΉβ€˜π‘›) ∣ βˆƒπ‘¦ ∈ ℝ βˆ€π‘› ∈ 𝑍 𝑦 ≀ ((πΉβ€˜π‘›)β€˜π‘₯)})
129128, 1eleqtrrdi 2843 . . . 4 (((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) ∧ π‘₯ ∈ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š)) β†’ π‘₯ ∈ 𝐷)
13099, 14, 101, 129ssdf2 44132 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘š ∈ β„•) β†’ ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š) βŠ† 𝐷)
13116, 97, 130iunssdf 44152 . 2 (πœ‘ β†’ βˆͺ π‘š ∈ β„• ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š) βŠ† 𝐷)
13296, 131eqssd 3999 1 (πœ‘ β†’ 𝐷 = βˆͺ π‘š ∈ β„• ∩ 𝑛 ∈ 𝑍 ((π»β€˜π‘›)β€˜π‘š))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1540  β„²wnf 1784   ∈ wcel 2105  β„²wnfc 2882  βˆ€wral 3060  βˆƒwrex 3069  {crab 3431  Vcvv 3473  βˆͺ ciun 4997  βˆ© ciin 4998   class class class wbr 5148   ↦ cmpt 5231  dom cdm 5676  βŸΆwf 6539  β€˜cfv 6543  β„cr 11112  β„*cxr 11252   < clt 11253   ≀ cle 11254  -cneg 11450  β„•cn 12217
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 7728  ax-cnex 11169  ax-resscn 11170  ax-1cn 11171  ax-icn 11172  ax-addcl 11173  ax-addrcl 11174  ax-mulcl 11175  ax-mulrcl 11176  ax-mulcom 11177  ax-addass 11178  ax-mulass 11179  ax-distr 11180  ax-i2m1 11181  ax-1ne0 11182  ax-1rid 11183  ax-rnegex 11184  ax-rrecex 11185  ax-cnre 11186  ax-pre-lttri 11187  ax-pre-lttrn 11188  ax-pre-ltadd 11189  ax-pre-mulgt0 11190  ax-pre-sup 11191
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-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-iin 5000  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 7859  df-2nd 7979  df-frecs 8269  df-wrecs 8300  df-recs 8374  df-rdg 8413  df-er 8706  df-en 8943  df-dom 8944  df-sdom 8945  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11451  df-neg 11452  df-nn 12218
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