Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  rpnnen1lem4 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem rpnnen1lem4 12365
 Description: Lemma for rpnnen1 12368. (Contributed by Mario Carneiro, 12-May-2013.) (Revised by NM, 13-Aug-2021.) (Proof modification is discouraged.)
Hypotheses
Ref Expression
rpnnen1lem.1 𝑇 = {𝑛 ∈ ℤ ∣ (𝑛 / 𝑘) < 𝑥}
rpnnen1lem.2 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (𝑘 ∈ ℕ ↦ (sup(𝑇, ℝ, < ) / 𝑘)))
rpnnen1lem.n ℕ ∈ V
rpnnen1lem.q ℚ ∈ V
Assertion
Ref Expression
rpnnen1lem4 (𝑥 ∈ ℝ → sup(ran (𝐹𝑥), ℝ, < ) ∈ ℝ)
Distinct variable groups:   𝑘,𝐹,𝑛,𝑥   𝑇,𝑛
Allowed substitution hints:   𝑇(𝑥,𝑘)

Proof of Theorem rpnnen1lem4
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 rpnnen1lem.1 . . . . 5 𝑇 = {𝑛 ∈ ℤ ∣ (𝑛 / 𝑘) < 𝑥}
2 rpnnen1lem.2 . . . . 5 𝐹 = (𝑥 ∈ ℝ ↦ (𝑘 ∈ ℕ ↦ (sup(𝑇, ℝ, < ) / 𝑘)))
3 rpnnen1lem.n . . . . 5 ℕ ∈ V
4 rpnnen1lem.q . . . . 5 ℚ ∈ V
51, 2, 3, 4rpnnen1lem1 12363 . . . 4 (𝑥 ∈ ℝ → (𝐹𝑥) ∈ (ℚ ↑m ℕ))
64, 3elmap 8418 . . . 4 ((𝐹𝑥) ∈ (ℚ ↑m ℕ) ↔ (𝐹𝑥):ℕ⟶ℚ)
75, 6sylib 221 . . 3 (𝑥 ∈ ℝ → (𝐹𝑥):ℕ⟶ℚ)
8 frn 6501 . . . 4 ((𝐹𝑥):ℕ⟶ℚ → ran (𝐹𝑥) ⊆ ℚ)
9 qssre 12344 . . . 4 ℚ ⊆ ℝ
108, 9sstrdi 3963 . . 3 ((𝐹𝑥):ℕ⟶ℚ → ran (𝐹𝑥) ⊆ ℝ)
117, 10syl 17 . 2 (𝑥 ∈ ℝ → ran (𝐹𝑥) ⊆ ℝ)
12 1nn 11634 . . . . . 6 1 ∈ ℕ
1312ne0ii 4284 . . . . 5 ℕ ≠ ∅
14 fdm 6503 . . . . . 6 ((𝐹𝑥):ℕ⟶ℚ → dom (𝐹𝑥) = ℕ)
1514neeq1d 3072 . . . . 5 ((𝐹𝑥):ℕ⟶ℚ → (dom (𝐹𝑥) ≠ ∅ ↔ ℕ ≠ ∅))
1613, 15mpbiri 261 . . . 4 ((𝐹𝑥):ℕ⟶ℚ → dom (𝐹𝑥) ≠ ∅)
17 dm0rn0 5776 . . . . 5 (dom (𝐹𝑥) = ∅ ↔ ran (𝐹𝑥) = ∅)
1817necon3bii 3065 . . . 4 (dom (𝐹𝑥) ≠ ∅ ↔ ran (𝐹𝑥) ≠ ∅)
1916, 18sylib 221 . . 3 ((𝐹𝑥):ℕ⟶ℚ → ran (𝐹𝑥) ≠ ∅)
207, 19syl 17 . 2 (𝑥 ∈ ℝ → ran (𝐹𝑥) ≠ ∅)
211, 2, 3, 4rpnnen1lem3 12364 . . 3 (𝑥 ∈ ℝ → ∀𝑛 ∈ ran (𝐹𝑥)𝑛𝑥)
22 breq2 5051 . . . . 5 (𝑦 = 𝑥 → (𝑛𝑦𝑛𝑥))
2322ralbidv 3191 . . . 4 (𝑦 = 𝑥 → (∀𝑛 ∈ ran (𝐹𝑥)𝑛𝑦 ↔ ∀𝑛 ∈ ran (𝐹𝑥)𝑛𝑥))
2423rspcev 3608 . . 3 ((𝑥 ∈ ℝ ∧ ∀𝑛 ∈ ran (𝐹𝑥)𝑛𝑥) → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ ran (𝐹𝑥)𝑛𝑦)
2521, 24mpdan 686 . 2 (𝑥 ∈ ℝ → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ ran (𝐹𝑥)𝑛𝑦)
26 suprcl 11586 . 2 ((ran (𝐹𝑥) ⊆ ℝ ∧ ran (𝐹𝑥) ≠ ∅ ∧ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑛 ∈ ran (𝐹𝑥)𝑛𝑦) → sup(ran (𝐹𝑥), ℝ, < ) ∈ ℝ)
2711, 20, 25, 26syl3anc 1368 1 (𝑥 ∈ ℝ → sup(ran (𝐹𝑥), ℝ, < ) ∈ ℝ)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1538   ∈ wcel 2115   ≠ wne 3013  ∀wral 3132  ∃wrex 3133  {crab 3136  Vcvv 3479   ⊆ wss 3918  ∅c0 4274   class class class wbr 5047   ↦ cmpt 5127  dom cdm 5536  ran crn 5537  ⟶wf 6332  ‘cfv 6336  (class class class)co 7138   ↑m cmap 8389  supcsup 8888  ℝcr 10521  1c1 10523   < clt 10660   ≤ cle 10661   / cdiv 11282  ℕcn 11623  ℤcz 11967  ℚcq 12334 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2179  ax-ext 2796  ax-rep 5171  ax-sep 5184  ax-nul 5191  ax-pow 5247  ax-pr 5311  ax-un 7444  ax-resscn 10579  ax-1cn 10580  ax-icn 10581  ax-addcl 10582  ax-addrcl 10583  ax-mulcl 10584  ax-mulrcl 10585  ax-mulcom 10586  ax-addass 10587  ax-mulass 10588  ax-distr 10589  ax-i2m1 10590  ax-1ne0 10591  ax-1rid 10592  ax-rnegex 10593  ax-rrecex 10594  ax-cnre 10595  ax-pre-lttri 10596  ax-pre-lttrn 10597  ax-pre-ltadd 10598  ax-pre-mulgt0 10599  ax-pre-sup 10600 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2624  df-eu 2655  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2896  df-nfc 2964  df-ne 3014  df-nel 3118  df-ral 3137  df-rex 3138  df-reu 3139  df-rmo 3140  df-rab 3141  df-v 3481  df-sbc 3758  df-csb 3866  df-dif 3921  df-un 3923  df-in 3925  df-ss 3935  df-pss 3937  df-nul 4275  df-if 4449  df-pw 4522  df-sn 4549  df-pr 4551  df-tp 4553  df-op 4555  df-uni 4820  df-iun 4902  df-br 5048  df-opab 5110  df-mpt 5128  df-tr 5154  df-id 5441  df-eprel 5446  df-po 5455  df-so 5456  df-fr 5495  df-we 5497  df-xp 5542  df-rel 5543  df-cnv 5544  df-co 5545  df-dm 5546  df-rn 5547  df-res 5548  df-ima 5549  df-pred 6129  df-ord 6175  df-on 6176  df-lim 6177  df-suc 6178  df-iota 6295  df-fun 6338  df-fn 6339  df-f 6340  df-f1 6341  df-fo 6342  df-f1o 6343  df-fv 6344  df-riota 7096  df-ov 7141  df-oprab 7142  df-mpo 7143  df-om 7564  df-1st 7672  df-2nd 7673  df-wrecs 7930  df-recs 7991  df-rdg 8029  df-er 8272  df-map 8391  df-en 8493  df-dom 8494  df-sdom 8495  df-sup 8890  df-pnf 10662  df-mnf 10663  df-xr 10664  df-ltxr 10665  df-le 10666  df-sub 10857  df-neg 10858  df-div 11283  df-nn 11624  df-n0 11884  df-z 11968  df-q 12335 This theorem is referenced by:  rpnnen1lem5  12366
 Copyright terms: Public domain W3C validator