Theorem natlocalincr 46984

Description: Global monotonicity on half-open range implies local monotonicity. Inference form. (Contributed by Ender Ting, 22-Nov-2024.)

Hypothesis

Ref	Expression
natlocalincr.1	⊢ ∀𝑘 ∈ (0..^𝑇)∀𝑡 ∈ (1..^(𝑇 + 1))(𝑘 < 𝑡 → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡))

Assertion

Ref	Expression
natlocalincr	⊢ ∀𝑘 ∈ (0..^𝑇)(𝐵‘𝑘) < (𝐵‘(𝑘 + 1))

Distinct variable groups:   𝑡,𝐵   𝑡,𝑇   𝑡,𝑘

Allowed substitution hints:   𝐵(𝑘)   𝑇(𝑘)

Proof of Theorem natlocalincr

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ovex 7379	. . . . 5 ⊢ (𝑘 + 1) ∈ V
2	1	isseti 3454	. . . 4 ⊢ ∃𝑡 𝑡 = (𝑘 + 1)
3		natlocalincr.1	. . . . . . . 8 ⊢ ∀𝑘 ∈ (0..^𝑇)∀𝑡 ∈ (1..^(𝑇 + 1))(𝑘 < 𝑡 → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡))
4		rsp 3220	. . . . . . . . 9 ⊢ (∀𝑡 ∈ (1..^(𝑇 + 1))(𝑘 < 𝑡 → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡)) → (𝑡 ∈ (1..^(𝑇 + 1)) → (𝑘 < 𝑡 → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡))))
5	4	ralimi 3069	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑘 ∈ (0..^𝑇)∀𝑡 ∈ (1..^(𝑇 + 1))(𝑘 < 𝑡 → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡)) → ∀𝑘 ∈ (0..^𝑇)(𝑡 ∈ (1..^(𝑇 + 1)) → (𝑘 < 𝑡 → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡))))
6		1z 12502	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 1 ∈ ℤ
7		fzoaddel 13617	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑘 ∈ (0..^𝑇) ∧ 1 ∈ ℤ) → (𝑘 + 1) ∈ ((0 + 1)..^(𝑇 + 1)))
8	6, 7	mpan2 691	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑘 ∈ (0..^𝑇) → (𝑘 + 1) ∈ ((0 + 1)..^(𝑇 + 1)))
9		0p1e1 12242	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (0 + 1) = 1
10	9	oveq1i 7356	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((0 + 1)..^(𝑇 + 1)) = (1..^(𝑇 + 1))
11	8, 10	eleqtrdi 2841	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑘 ∈ (0..^𝑇) → (𝑘 + 1) ∈ (1..^(𝑇 + 1)))
12		eleq1 2819	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝑡 ∈ (1..^(𝑇 + 1)) ↔ (𝑘 + 1) ∈ (1..^(𝑇 + 1))))
13	11, 12	syl5ibrcom 247	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 ∈ (0..^𝑇) → (𝑡 = (𝑘 + 1) → 𝑡 ∈ (1..^(𝑇 + 1))))
14	13	imim1d 82	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 ∈ (0..^𝑇) → ((𝑡 ∈ (1..^(𝑇 + 1)) → (𝑘 < 𝑡 → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡))) → (𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝑘 < 𝑡 → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡)))))
15	14	ralimia 3066	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑘 ∈ (0..^𝑇)(𝑡 ∈ (1..^(𝑇 + 1)) → (𝑘 < 𝑡 → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡))) → ∀𝑘 ∈ (0..^𝑇)(𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝑘 < 𝑡 → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡))))
16	3, 5, 15	mp2b 10	. . . . . . 7 ⊢ ∀𝑘 ∈ (0..^𝑇)(𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝑘 < 𝑡 → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡)))
17		elfzoelz 13559	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑘 ∈ (0..^𝑇) → 𝑘 ∈ ℤ)
18		zre 12472	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑘 ∈ ℤ → 𝑘 ∈ ℝ)
19		ltp1 11961	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑘 ∈ ℝ → 𝑘 < (𝑘 + 1))
20	17, 18, 19	3syl 18	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 ∈ (0..^𝑇) → 𝑘 < (𝑘 + 1))
21		breq2 5093	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝑘 < 𝑡 ↔ 𝑘 < (𝑘 + 1)))
22	20, 21	syl5ibrcom 247	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 ∈ (0..^𝑇) → (𝑡 = (𝑘 + 1) → 𝑘 < 𝑡))
23		ax-2 7	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝑘 < 𝑡 → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡))) → ((𝑡 = (𝑘 + 1) → 𝑘 < 𝑡) → (𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡))))
24	22, 23	syl5com 31	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑘 ∈ (0..^𝑇) → ((𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝑘 < 𝑡 → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡))) → (𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡))))
25	24	ralimia 3066	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑘 ∈ (0..^𝑇)(𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝑘 < 𝑡 → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡))) → ∀𝑘 ∈ (0..^𝑇)(𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡)))
26		fveq2 6822	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝐵‘𝑡) = (𝐵‘(𝑘 + 1)))
27	26	breq2d 5101	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑡 = (𝑘 + 1) → ((𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡) ↔ (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘(𝑘 + 1))))
28	27	biimpd 229	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑡 = (𝑘 + 1) → ((𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡) → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘(𝑘 + 1))))
29	28	a2i 14	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡)) → (𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘(𝑘 + 1))))
30	29	ralimi 3069	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑘 ∈ (0..^𝑇)(𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘𝑡)) → ∀𝑘 ∈ (0..^𝑇)(𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘(𝑘 + 1))))
31	16, 25, 30	mp2b 10	. . . . . 6 ⊢ ∀𝑘 ∈ (0..^𝑇)(𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘(𝑘 + 1)))
32	31	rspec 3223	. . . . 5 ⊢ (𝑘 ∈ (0..^𝑇) → (𝑡 = (𝑘 + 1) → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘(𝑘 + 1))))
33	32	eximdv 1918	. . . 4 ⊢ (𝑘 ∈ (0..^𝑇) → (∃𝑡 𝑡 = (𝑘 + 1) → ∃𝑡(𝐵‘𝑘) < (𝐵‘(𝑘 + 1))))
34	2, 33	mpi 20	. . 3 ⊢ (𝑘 ∈ (0..^𝑇) → ∃𝑡(𝐵‘𝑘) < (𝐵‘(𝑘 + 1)))
35		ax5e 1913	. . 3 ⊢ (∃𝑡(𝐵‘𝑘) < (𝐵‘(𝑘 + 1)) → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘(𝑘 + 1)))
36	34, 35	syl 17	. 2 ⊢ (𝑘 ∈ (0..^𝑇) → (𝐵‘𝑘) < (𝐵‘(𝑘 + 1)))
37	36	rgen 3049	1 ⊢ ∀𝑘 ∈ (0..^𝑇)(𝐵‘𝑘) < (𝐵‘(𝑘 + 1))

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1541  ∃wex 1780   ∈ wcel 2111  ∀wral 3047   class class class wbr 5089  ‘cfv 6481  (class class class)co 7346  ℝcr 11005  0cc0 11006  1c1 11007   + caddc 11009   < clt 11146  ℤcz 12468  ..^cfzo 13554

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 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2180  ax-ext 2703  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5301  ax-pr 5368  ax-un 7668  ax-cnex 11062  ax-resscn 11063  ax-1cn 11064  ax-icn 11065  ax-addcl 11066  ax-addrcl 11067  ax-mulcl 11068  ax-mulrcl 11069  ax-mulcom 11070  ax-addass 11071  ax-mulass 11072  ax-distr 11073  ax-i2m1 11074  ax-1ne0 11075  ax-1rid 11076  ax-rnegex 11077  ax-rrecex 11078  ax-cnre 11079  ax-pre-lttri 11080  ax-pre-lttrn 11081  ax-pre-ltadd 11082  ax-pre-mulgt0 11083

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2710  df-cleq 2723  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2929  df-nel 3033  df-ral 3048  df-rex 3057  df-reu 3347  df-rab 3396  df-v 3438  df-sbc 3737  df-csb 3846  df-dif 3900  df-un 3902  df-in 3904  df-ss 3914  df-pss 3917  df-nul 4281  df-if 4473  df-pw 4549  df-sn 4574  df-pr 4576  df-op 4580  df-uni 4857  df-iun 4941  df-br 5090  df-opab 5152  df-mpt 5171  df-tr 5197  df-id 5509  df-eprel 5514  df-po 5522  df-so 5523  df-fr 5567  df-we 5569  df-xp 5620  df-rel 5621  df-cnv 5622  df-co 5623  df-dm 5624  df-rn 5625  df-res 5626  df-ima 5627  df-pred 6248  df-ord 6309  df-on 6310  df-lim 6311  df-suc 6312  df-iota 6437  df-fun 6483  df-fn 6484  df-f 6485  df-f1 6486  df-fo 6487  df-f1o 6488  df-fv 6489  df-riota 7303  df-ov 7349  df-oprab 7350  df-mpo 7351  df-om 7797  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-frecs 8211  df-wrecs 8242  df-recs 8291  df-rdg 8329  df-er 8622  df-en 8870  df-dom 8871  df-sdom 8872  df-pnf 11148  df-mnf 11149  df-xr 11150  df-ltxr 11151  df-le 11152  df-sub 11346  df-neg 11347  df-nn 12126  df-n0 12382  df-z 12469  df-uz 12733  df-fz 13408  df-fzo 13555

This theorem is referenced by: (None)