MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lo1add Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lo1add 14642
Description: The sum of two eventually upper bounded functions is eventually upper bounded. (Contributed by Mario Carneiro, 26-May-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
o1add2.1 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵𝑉)
o1add2.2 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐶𝑉)
lo1add.3 (𝜑 → (𝑥𝐴𝐵) ∈ ≤𝑂(1))
lo1add.4 (𝜑 → (𝑥𝐴𝐶) ∈ ≤𝑂(1))
Assertion
Ref Expression
lo1add (𝜑 → (𝑥𝐴 ↦ (𝐵 + 𝐶)) ∈ ≤𝑂(1))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑥)   𝑉(𝑥)

Proof of Theorem lo1add
Dummy variables 𝑚 𝑐 𝑛 𝑝 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 lo1add.3 . 2 (𝜑 → (𝑥𝐴𝐵) ∈ ≤𝑂(1))
2 lo1add.4 . 2 (𝜑 → (𝑥𝐴𝐶) ∈ ≤𝑂(1))
3 reeanv 3254 . . . 4 (∃𝑚 ∈ ℝ ∃𝑛 ∈ ℝ (∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐵𝑚) ∧ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐶𝑛)) ↔ (∃𝑚 ∈ ℝ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐵𝑚) ∧ ∃𝑛 ∈ ℝ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐶𝑛)))
4 o1add2.1 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵𝑉)
54ralrimiva 3113 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∀𝑥𝐴 𝐵𝑉)
6 dmmptg 5818 . . . . . . . . . 10 (∀𝑥𝐴 𝐵𝑉 → dom (𝑥𝐴𝐵) = 𝐴)
75, 6syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → dom (𝑥𝐴𝐵) = 𝐴)
8 lo1dm 14535 . . . . . . . . . 10 ((𝑥𝐴𝐵) ∈ ≤𝑂(1) → dom (𝑥𝐴𝐵) ⊆ ℝ)
91, 8syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → dom (𝑥𝐴𝐵) ⊆ ℝ)
107, 9eqsstr3d 3800 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ⊆ ℝ)
1110adantr 472 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ)) → 𝐴 ⊆ ℝ)
12 rexanre 14371 . . . . . . 7 (𝐴 ⊆ ℝ → (∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥 → (𝐵𝑚𝐶𝑛)) ↔ (∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐵𝑚) ∧ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐶𝑛))))
1311, 12syl 17 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ)) → (∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥 → (𝐵𝑚𝐶𝑛)) ↔ (∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐵𝑚) ∧ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐶𝑛))))
14 readdcl 10272 . . . . . . . . 9 ((𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ) → (𝑚 + 𝑛) ∈ ℝ)
1514adantl 473 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ)) → (𝑚 + 𝑛) ∈ ℝ)
164, 1lo1mptrcl 14637 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
1716adantlr 706 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
18 o1add2.2 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐶𝑉)
1918, 2lo1mptrcl 14637 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐶 ∈ ℝ)
2019adantlr 706 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐶 ∈ ℝ)
21 simplrl 795 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑚 ∈ ℝ)
22 simplrr 796 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑛 ∈ ℝ)
23 le2add 10764 . . . . . . . . . . 11 (((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝐶 ∈ ℝ) ∧ (𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ)) → ((𝐵𝑚𝐶𝑛) → (𝐵 + 𝐶) ≤ (𝑚 + 𝑛)))
2417, 20, 21, 22, 23syl22anc 867 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥𝐴) → ((𝐵𝑚𝐶𝑛) → (𝐵 + 𝐶) ≤ (𝑚 + 𝑛)))
2524imim2d 57 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ)) ∧ 𝑥𝐴) → ((𝑐𝑥 → (𝐵𝑚𝐶𝑛)) → (𝑐𝑥 → (𝐵 + 𝐶) ≤ (𝑚 + 𝑛))))
2625ralimdva 3109 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ)) → (∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥 → (𝐵𝑚𝐶𝑛)) → ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥 → (𝐵 + 𝐶) ≤ (𝑚 + 𝑛))))
27 breq2 4813 . . . . . . . . . . 11 (𝑝 = (𝑚 + 𝑛) → ((𝐵 + 𝐶) ≤ 𝑝 ↔ (𝐵 + 𝐶) ≤ (𝑚 + 𝑛)))
2827imbi2d 331 . . . . . . . . . 10 (𝑝 = (𝑚 + 𝑛) → ((𝑐𝑥 → (𝐵 + 𝐶) ≤ 𝑝) ↔ (𝑐𝑥 → (𝐵 + 𝐶) ≤ (𝑚 + 𝑛))))
2928ralbidv 3133 . . . . . . . . 9 (𝑝 = (𝑚 + 𝑛) → (∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥 → (𝐵 + 𝐶) ≤ 𝑝) ↔ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥 → (𝐵 + 𝐶) ≤ (𝑚 + 𝑛))))
3029rspcev 3461 . . . . . . . 8 (((𝑚 + 𝑛) ∈ ℝ ∧ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥 → (𝐵 + 𝐶) ≤ (𝑚 + 𝑛))) → ∃𝑝 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥 → (𝐵 + 𝐶) ≤ 𝑝))
3115, 26, 30syl6an 674 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ)) → (∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥 → (𝐵𝑚𝐶𝑛)) → ∃𝑝 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥 → (𝐵 + 𝐶) ≤ 𝑝)))
3231reximdv 3162 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ)) → (∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥 → (𝐵𝑚𝐶𝑛)) → ∃𝑐 ∈ ℝ ∃𝑝 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥 → (𝐵 + 𝐶) ≤ 𝑝)))
3313, 32sylbird 251 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ ℝ)) → ((∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐵𝑚) ∧ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐶𝑛)) → ∃𝑐 ∈ ℝ ∃𝑝 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥 → (𝐵 + 𝐶) ≤ 𝑝)))
3433rexlimdvva 3185 . . . 4 (𝜑 → (∃𝑚 ∈ ℝ ∃𝑛 ∈ ℝ (∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐵𝑚) ∧ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐶𝑛)) → ∃𝑐 ∈ ℝ ∃𝑝 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥 → (𝐵 + 𝐶) ≤ 𝑝)))
353, 34syl5bir 234 . . 3 (𝜑 → ((∃𝑚 ∈ ℝ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐵𝑚) ∧ ∃𝑛 ∈ ℝ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐶𝑛)) → ∃𝑐 ∈ ℝ ∃𝑝 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥 → (𝐵 + 𝐶) ≤ 𝑝)))
3610, 16ello1mpt 14537 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐵) ∈ ≤𝑂(1) ↔ ∃𝑐 ∈ ℝ ∃𝑚 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐵𝑚)))
37 rexcom 3246 . . . . 5 (∃𝑐 ∈ ℝ ∃𝑚 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐵𝑚) ↔ ∃𝑚 ∈ ℝ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐵𝑚))
3836, 37syl6bb 278 . . . 4 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐵) ∈ ≤𝑂(1) ↔ ∃𝑚 ∈ ℝ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐵𝑚)))
3910, 19ello1mpt 14537 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐶) ∈ ≤𝑂(1) ↔ ∃𝑐 ∈ ℝ ∃𝑛 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐶𝑛)))
40 rexcom 3246 . . . . 5 (∃𝑐 ∈ ℝ ∃𝑛 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐶𝑛) ↔ ∃𝑛 ∈ ℝ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐶𝑛))
4139, 40syl6bb 278 . . . 4 (𝜑 → ((𝑥𝐴𝐶) ∈ ≤𝑂(1) ↔ ∃𝑛 ∈ ℝ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐶𝑛)))
4238, 41anbi12d 624 . . 3 (𝜑 → (((𝑥𝐴𝐵) ∈ ≤𝑂(1) ∧ (𝑥𝐴𝐶) ∈ ≤𝑂(1)) ↔ (∃𝑚 ∈ ℝ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐵𝑚) ∧ ∃𝑛 ∈ ℝ ∃𝑐 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥𝐶𝑛))))
4316, 19readdcld 10323 . . . 4 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝐵 + 𝐶) ∈ ℝ)
4410, 43ello1mpt 14537 . . 3 (𝜑 → ((𝑥𝐴 ↦ (𝐵 + 𝐶)) ∈ ≤𝑂(1) ↔ ∃𝑐 ∈ ℝ ∃𝑝 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 (𝑐𝑥 → (𝐵 + 𝐶) ≤ 𝑝)))
4535, 42, 443imtr4d 285 . 2 (𝜑 → (((𝑥𝐴𝐵) ∈ ≤𝑂(1) ∧ (𝑥𝐴𝐶) ∈ ≤𝑂(1)) → (𝑥𝐴 ↦ (𝐵 + 𝐶)) ∈ ≤𝑂(1)))
461, 2, 45mp2and 690 1 (𝜑 → (𝑥𝐴 ↦ (𝐵 + 𝐶)) ∈ ≤𝑂(1))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 197  wa 384   = wceq 1652  wcel 2155  wral 3055  wrex 3056  wss 3732   class class class wbr 4809  cmpt 4888  dom cdm 5277  (class class class)co 6842  cr 10188   + caddc 10192  cle 10329  ≤𝑂(1)clo1 14503
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-sep 4941  ax-nul 4949  ax-pow 5001  ax-pr 5062  ax-un 7147  ax-cnex 10245  ax-resscn 10246  ax-1cn 10247  ax-icn 10248  ax-addcl 10249  ax-addrcl 10250  ax-mulcl 10251  ax-mulrcl 10252  ax-mulcom 10253  ax-addass 10254  ax-mulass 10255  ax-distr 10256  ax-i2m1 10257  ax-1ne0 10258  ax-1rid 10259  ax-rnegex 10260  ax-rrecex 10261  ax-cnre 10262  ax-pre-lttri 10263  ax-pre-lttrn 10264  ax-pre-ltadd 10265
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3597  df-csb 3692  df-dif 3735  df-un 3737  df-in 3739  df-ss 3746  df-nul 4080  df-if 4244  df-pw 4317  df-sn 4335  df-pr 4337  df-op 4341  df-uni 4595  df-br 4810  df-opab 4872  df-mpt 4889  df-id 5185  df-po 5198  df-so 5199  df-xp 5283  df-rel 5284  df-cnv 5285  df-co 5286  df-dm 5287  df-rn 5288  df-res 5289  df-ima 5290  df-iota 6031  df-fun 6070  df-fn 6071  df-f 6072  df-f1 6073  df-fo 6074  df-f1o 6075  df-fv 6076  df-ov 6845  df-oprab 6846  df-mpt2 6847  df-er 7947  df-pm 8063  df-en 8161  df-dom 8162  df-sdom 8163  df-pnf 10330  df-mnf 10331  df-xr 10332  df-ltxr 10333  df-le 10334  df-ico 12383  df-lo1 14507
This theorem is referenced by:  lo1sub  14646  pntrlog2bndlem4  25560  pntrlog2bndlem5  25561  pntrlog2bndlem6  25563
  Copyright terms: Public domain W3C validator