Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  preimageiingt Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem preimageiingt 42494
Description: A preimage of a left-closed, unbounded above interval, expressed as an indexed intersection of preimages of open, unbounded above intervals. (Contributed by Glauco Siliprandi, 26-Jun-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
preimageiingt.x 𝑥𝜑
preimageiingt.b ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ*)
preimageiingt.c (𝜑𝐶 ∈ ℝ)
Assertion
Ref Expression
preimageiingt (𝜑 → {𝑥𝐴𝐶𝐵} = 𝑛 ∈ ℕ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵})
Distinct variable groups:   𝐴,𝑛   𝐵,𝑛   𝐶,𝑛   𝜑,𝑛   𝑥,𝑛
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥)   𝐴(𝑥)   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑥)

Proof of Theorem preimageiingt
StepHypRef Expression
1 preimageiingt.x . . . 4 𝑥𝜑
2 simpllr 772 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝐶𝐵) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑥𝐴)
3 preimageiingt.c . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐶 ∈ ℝ)
43adantr 481 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → 𝐶 ∈ ℝ)
5 nnrecre 11516 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑛 ∈ ℕ → (1 / 𝑛) ∈ ℝ)
65adantl 482 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (1 / 𝑛) ∈ ℝ)
74, 6resubcld 10905 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐶 − (1 / 𝑛)) ∈ ℝ)
87rexrd 10526 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐶 − (1 / 𝑛)) ∈ ℝ*)
98ad4ant14 748 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝐶𝐵) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐶 − (1 / 𝑛)) ∈ ℝ*)
103rexrd 10526 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐶 ∈ ℝ*)
1110ad3antrrr 726 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝐶𝐵) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐶 ∈ ℝ*)
12 preimageiingt.b . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ*)
1312ad2antrr 722 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝐶𝐵) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ ℝ*)
14 nnrp 12239 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑛 ∈ ℕ → 𝑛 ∈ ℝ+)
15 rpreccl 12254 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑛 ∈ ℝ+ → (1 / 𝑛) ∈ ℝ+)
1614, 15syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑛 ∈ ℕ → (1 / 𝑛) ∈ ℝ+)
1716adantl 482 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (1 / 𝑛) ∈ ℝ+)
184, 17ltsubrpd 12302 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐶)
1918ad4ant14 748 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝐶𝐵) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐶)
20 simplr 765 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝐶𝐵) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝐶𝐵)
219, 11, 13, 19, 20xrltletrd 12393 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝐶𝐵) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵)
222, 21jca 512 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝐶𝐵) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → (𝑥𝐴 ∧ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵))
23 rabid 3334 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵} ↔ (𝑥𝐴 ∧ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵))
2422, 23sylibr 235 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝐶𝐵) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → 𝑥 ∈ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵})
2524ralrimiva 3147 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝐶𝐵) → ∀𝑛 ∈ ℕ 𝑥 ∈ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵})
26 vex 3435 . . . . . . . 8 𝑥 ∈ V
27 eliin 4824 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ V → (𝑥 𝑛 ∈ ℕ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵} ↔ ∀𝑛 ∈ ℕ 𝑥 ∈ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵}))
2826, 27ax-mp 5 . . . . . . 7 (𝑥 𝑛 ∈ ℕ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵} ↔ ∀𝑛 ∈ ℕ 𝑥 ∈ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵})
2925, 28sylibr 235 . . . . . 6 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝐶𝐵) → 𝑥 𝑛 ∈ ℕ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵})
3029ex 413 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝐶𝐵𝑥 𝑛 ∈ ℕ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵}))
3130ex 413 . . . 4 (𝜑 → (𝑥𝐴 → (𝐶𝐵𝑥 𝑛 ∈ ℕ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵})))
321, 31ralrimi 3181 . . 3 (𝜑 → ∀𝑥𝐴 (𝐶𝐵𝑥 𝑛 ∈ ℕ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵}))
33 nfcv 2947 . . . . 5 𝑥
34 nfrab1 3341 . . . . 5 𝑥{𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵}
3533, 34nfiin 4849 . . . 4 𝑥 𝑛 ∈ ℕ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵}
3635rabssf 40878 . . 3 ({𝑥𝐴𝐶𝐵} ⊆ 𝑛 ∈ ℕ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵} ↔ ∀𝑥𝐴 (𝐶𝐵𝑥 𝑛 ∈ ℕ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵}))
3732, 36sylibr 235 . 2 (𝜑 → {𝑥𝐴𝐶𝐵} ⊆ 𝑛 ∈ ℕ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵})
38 nnn0 41141 . . . . 5 ℕ ≠ ∅
39 iinrab 4884 . . . . 5 (ℕ ≠ ∅ → 𝑛 ∈ ℕ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵} = {𝑥𝐴 ∣ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵})
4038, 39ax-mp 5 . . . 4 𝑛 ∈ ℕ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵} = {𝑥𝐴 ∣ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵}
4140a1i 11 . . 3 (𝜑 𝑛 ∈ ℕ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵} = {𝑥𝐴 ∣ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵})
428ad4ant13 747 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵) → (𝐶 − (1 / 𝑛)) ∈ ℝ*)
4312ad2antrr 722 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ*)
44 simpr 485 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵) → (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵)
4542, 43, 44xrltled 12382 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) ∧ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵) → (𝐶 − (1 / 𝑛)) ≤ 𝐵)
4645ex 413 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑛 ∈ ℕ) → ((𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵 → (𝐶 − (1 / 𝑛)) ≤ 𝐵))
4746ralimdva 3142 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐴) → (∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵 → ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) ≤ 𝐵))
4847imp 407 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵) → ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) ≤ 𝐵)
49 nfv 1890 . . . . . . . . . 10 𝑛(𝜑𝑥𝐴)
50 nfra1 3184 . . . . . . . . . 10 𝑛𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵
5149, 50nfan 1879 . . . . . . . . 9 𝑛((𝜑𝑥𝐴) ∧ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵)
523ad2antrr 722 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵) → 𝐶 ∈ ℝ)
5312adantr 481 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵) → 𝐵 ∈ ℝ*)
5451, 52, 53xrralrecnnge 41157 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵) → (𝐶𝐵 ↔ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) ≤ 𝐵))
5548, 54mpbird 258 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵) → 𝐶𝐵)
5655ex 413 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴) → (∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵𝐶𝐵))
5756ex 413 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥𝐴 → (∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵𝐶𝐵)))
581, 57ralrimi 3181 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑥𝐴 (∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵𝐶𝐵))
59 ss2rab 3963 . . . 4 ({𝑥𝐴 ∣ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵} ⊆ {𝑥𝐴𝐶𝐵} ↔ ∀𝑥𝐴 (∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵𝐶𝐵))
6058, 59sylibr 235 . . 3 (𝜑 → {𝑥𝐴 ∣ ∀𝑛 ∈ ℕ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵} ⊆ {𝑥𝐴𝐶𝐵})
6141, 60eqsstrd 3921 . 2 (𝜑 𝑛 ∈ ℕ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵} ⊆ {𝑥𝐴𝐶𝐵})
6237, 61eqssd 3901 1 (𝜑 → {𝑥𝐴𝐶𝐵} = 𝑛 ∈ ℕ {𝑥𝐴 ∣ (𝐶 − (1 / 𝑛)) < 𝐵})
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 207  wa 396   = wceq 1520  wnf 1763  wcel 2079  wne 2982  wral 3103  {crab 3107  Vcvv 3432  wss 3854  c0 4206   ciin 4820   class class class wbr 4956  (class class class)co 7007  cr 10371  1c1 10373  *cxr 10509   < clt 10510  cle 10511  cmin 10706   / cdiv 11134  cn 11475  +crp 12228
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1775  ax-4 1789  ax-5 1886  ax-6 1945  ax-7 1990  ax-8 2081  ax-9 2089  ax-10 2110  ax-11 2124  ax-12 2139  ax-13 2342  ax-ext 2767  ax-sep 5088  ax-nul 5095  ax-pow 5150  ax-pr 5214  ax-un 7310  ax-cnex 10428  ax-resscn 10429  ax-1cn 10430  ax-icn 10431  ax-addcl 10432  ax-addrcl 10433  ax-mulcl 10434  ax-mulrcl 10435  ax-mulcom 10436  ax-addass 10437  ax-mulass 10438  ax-distr 10439  ax-i2m1 10440  ax-1ne0 10441  ax-1rid 10442  ax-rnegex 10443  ax-rrecex 10444  ax-cnre 10445  ax-pre-lttri 10446  ax-pre-lttrn 10447  ax-pre-ltadd 10448  ax-pre-mulgt0 10449  ax-pre-sup 10450
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 843  df-3or 1079  df-3an 1080  df-tru 1523  df-ex 1760  df-nf 1764  df-sb 2041  df-mo 2574  df-eu 2610  df-clab 2774  df-cleq 2786  df-clel 2861  df-nfc 2933  df-ne 2983  df-nel 3089  df-ral 3108  df-rex 3109  df-reu 3110  df-rmo 3111  df-rab 3112  df-v 3434  df-sbc 3702  df-csb 3807  df-dif 3857  df-un 3859  df-in 3861  df-ss 3869  df-pss 3871  df-nul 4207  df-if 4376  df-pw 4449  df-sn 4467  df-pr 4469  df-tp 4471  df-op 4473  df-uni 4740  df-iun 4821  df-iin 4822  df-br 4957  df-opab 5019  df-mpt 5036  df-tr 5058  df-id 5340  df-eprel 5345  df-po 5354  df-so 5355  df-fr 5394  df-we 5396  df-xp 5441  df-rel 5442  df-cnv 5443  df-co 5444  df-dm 5445  df-rn 5446  df-res 5447  df-ima 5448  df-pred 6015  df-ord 6061  df-on 6062  df-lim 6063  df-suc 6064  df-iota 6181  df-fun 6219  df-fn 6220  df-f 6221  df-f1 6222  df-fo 6223  df-f1o 6224  df-fv 6225  df-riota 6968  df-ov 7010  df-oprab 7011  df-mpo 7012  df-om 7428  df-1st 7536  df-2nd 7537  df-wrecs 7789  df-recs 7851  df-rdg 7889  df-er 8130  df-en 8348  df-dom 8349  df-sdom 8350  df-sup 8742  df-inf 8743  df-pnf 10512  df-mnf 10513  df-xr 10514  df-ltxr 10515  df-le 10516  df-sub 10708  df-neg 10709  df-div 11135  df-nn 11476  df-n0 11735  df-z 11819  df-uz 12083  df-q 12187  df-rp 12229  df-fl 13000
This theorem is referenced by:  salpreimagtge  42498
  Copyright terms: Public domain W3C validator