MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  flval3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem flval3 13781
Description: An alternate way to define the floor function, as the supremum of all integers less than or equal to its argument. (Contributed by NM, 15-Nov-2004.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 6-Sep-2014.)
Assertion
Ref Expression
flval3 (𝐴 ∈ ℝ → (⌊‘𝐴) = sup({𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴}, ℝ, < ))
Distinct variable group:   𝑥,𝐴

Proof of Theorem flval3
Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ssrab2 4070 . . . . 5 {𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴} ⊆ ℤ
2 zssre 12564 . . . . 5 ℤ ⊆ ℝ
31, 2sstri 3984 . . . 4 {𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴} ⊆ ℝ
43a1i 11 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ → {𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴} ⊆ ℝ)
5 breq1 5142 . . . . 5 (𝑥 = (⌊‘𝐴) → (𝑥𝐴 ↔ (⌊‘𝐴) ≤ 𝐴))
6 flcl 13761 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ → (⌊‘𝐴) ∈ ℤ)
7 flle 13765 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ → (⌊‘𝐴) ≤ 𝐴)
85, 6, 7elrabd 3678 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ → (⌊‘𝐴) ∈ {𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴})
98ne0d 4328 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ → {𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴} ≠ ∅)
10 reflcl 13762 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ → (⌊‘𝐴) ∈ ℝ)
11 breq1 5142 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥𝐴𝑧𝐴))
1211elrab 3676 . . . . . 6 (𝑧 ∈ {𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴} ↔ (𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑧𝐴))
13 flge 13771 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑧𝐴𝑧 ≤ (⌊‘𝐴)))
1413biimpd 228 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝑧𝐴𝑧 ≤ (⌊‘𝐴)))
1514expimpd 453 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ → ((𝑧 ∈ ℤ ∧ 𝑧𝐴) → 𝑧 ≤ (⌊‘𝐴)))
1612, 15biimtrid 241 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ → (𝑧 ∈ {𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴} → 𝑧 ≤ (⌊‘𝐴)))
1716ralrimiv 3137 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ → ∀𝑧 ∈ {𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴}𝑧 ≤ (⌊‘𝐴))
18 brralrspcev 5199 . . . 4 (((⌊‘𝐴) ∈ ℝ ∧ ∀𝑧 ∈ {𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴}𝑧 ≤ (⌊‘𝐴)) → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑧 ∈ {𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴}𝑧𝑦)
1910, 17, 18syl2anc 583 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑧 ∈ {𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴}𝑧𝑦)
204, 9, 19, 8suprubd 12175 . 2 (𝐴 ∈ ℝ → (⌊‘𝐴) ≤ sup({𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴}, ℝ, < ))
21 suprleub 12179 . . . 4 ((({𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴} ⊆ ℝ ∧ {𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴} ≠ ∅ ∧ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑧 ∈ {𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴}𝑧𝑦) ∧ (⌊‘𝐴) ∈ ℝ) → (sup({𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴}, ℝ, < ) ≤ (⌊‘𝐴) ↔ ∀𝑧 ∈ {𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴}𝑧 ≤ (⌊‘𝐴)))
224, 9, 19, 10, 21syl31anc 1370 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ → (sup({𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴}, ℝ, < ) ≤ (⌊‘𝐴) ↔ ∀𝑧 ∈ {𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴}𝑧 ≤ (⌊‘𝐴)))
2317, 22mpbird 257 . 2 (𝐴 ∈ ℝ → sup({𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴}, ℝ, < ) ≤ (⌊‘𝐴))
244, 9, 19suprcld 12176 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ → sup({𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴}, ℝ, < ) ∈ ℝ)
2510, 24letri3d 11355 . 2 (𝐴 ∈ ℝ → ((⌊‘𝐴) = sup({𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴}, ℝ, < ) ↔ ((⌊‘𝐴) ≤ sup({𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴}, ℝ, < ) ∧ sup({𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴}, ℝ, < ) ≤ (⌊‘𝐴))))
2620, 23, 25mpbir2and 710 1 (𝐴 ∈ ℝ → (⌊‘𝐴) = sup({𝑥 ∈ ℤ ∣ 𝑥𝐴}, ℝ, < ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 395   = wceq 1533  wcel 2098  wne 2932  wral 3053  wrex 3062  {crab 3424  wss 3941  c0 4315   class class class wbr 5139  cfv 6534  supcsup 9432  cr 11106   < clt 11247  cle 11248  cz 12557  cfl 13756
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2695  ax-sep 5290  ax-nul 5297  ax-pow 5354  ax-pr 5418  ax-un 7719  ax-cnex 11163  ax-resscn 11164  ax-1cn 11165  ax-icn 11166  ax-addcl 11167  ax-addrcl 11168  ax-mulcl 11169  ax-mulrcl 11170  ax-mulcom 11171  ax-addass 11172  ax-mulass 11173  ax-distr 11174  ax-i2m1 11175  ax-1ne0 11176  ax-1rid 11177  ax-rnegex 11178  ax-rrecex 11179  ax-cnre 11180  ax-pre-lttri 11181  ax-pre-lttrn 11182  ax-pre-ltadd 11183  ax-pre-mulgt0 11184  ax-pre-sup 11185
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2526  df-eu 2555  df-clab 2702  df-cleq 2716  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2933  df-nel 3039  df-ral 3054  df-rex 3063  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3425  df-v 3468  df-sbc 3771  df-csb 3887  df-dif 3944  df-un 3946  df-in 3948  df-ss 3958  df-pss 3960  df-nul 4316  df-if 4522  df-pw 4597  df-sn 4622  df-pr 4624  df-op 4628  df-uni 4901  df-iun 4990  df-br 5140  df-opab 5202  df-mpt 5223  df-tr 5257  df-id 5565  df-eprel 5571  df-po 5579  df-so 5580  df-fr 5622  df-we 5624  df-xp 5673  df-rel 5674  df-cnv 5675  df-co 5676  df-dm 5677  df-rn 5678  df-res 5679  df-ima 5680  df-pred 6291  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6486  df-fun 6536  df-fn 6537  df-f 6538  df-f1 6539  df-fo 6540  df-f1o 6541  df-fv 6542  df-riota 7358  df-ov 7405  df-oprab 7406  df-mpo 7407  df-om 7850  df-2nd 7970  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-er 8700  df-en 8937  df-dom 8938  df-sdom 8939  df-sup 9434  df-inf 9435  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-nn 12212  df-n0 12472  df-z 12558  df-uz 12822  df-fl 13758
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator