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

Theorem supcvg 15802
Description: Extract a sequence 𝑓 in 𝑋 such that the image of the points in the bounded set 𝐴 converges to the supremum 𝑆 of the set. Similar to Equation 4 of [Kreyszig] p. 144. The proof uses countable choice ax-cc 10430. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Feb-2013.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 26-Apr-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
supcvg.1 𝑋 ∈ V
supcvg.2 𝑆 = sup(𝐴, ℝ, < )
supcvg.3 𝑅 = (𝑛 ∈ β„• ↦ (𝑆 βˆ’ (1 / 𝑛)))
supcvg.4 (πœ‘ β†’ 𝑋 β‰  βˆ…)
supcvg.5 (πœ‘ β†’ 𝐹:𝑋–onto→𝐴)
supcvg.6 (πœ‘ β†’ 𝐴 βŠ† ℝ)
supcvg.7 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐴 𝑦 ≀ π‘₯)
Assertion
Ref Expression
supcvg (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘“(𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ (𝐹 ∘ 𝑓) ⇝ 𝑆))
Distinct variable groups:   π‘₯,𝑓,𝐹   𝑓,𝑛,πœ‘   𝑅,𝑓,π‘₯   𝑓,𝑋,π‘₯   π‘₯,𝑦,𝐴   𝑆,𝑛
Allowed substitution hints:   πœ‘(π‘₯,𝑦)   𝐴(𝑓,𝑛)   𝑅(𝑦,𝑛)   𝑆(π‘₯,𝑦,𝑓)   𝐹(𝑦,𝑛)   𝑋(𝑦,𝑛)

Proof of Theorem supcvg
Dummy variables π‘˜ π‘š 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq2 7417 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = π‘˜ β†’ (1 / 𝑛) = (1 / π‘˜))
21oveq2d 7425 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = π‘˜ β†’ (𝑆 βˆ’ (1 / 𝑛)) = (𝑆 βˆ’ (1 / π‘˜)))
3 supcvg.3 . . . . . . . . . . 11 𝑅 = (𝑛 ∈ β„• ↦ (𝑆 βˆ’ (1 / 𝑛)))
4 ovex 7442 . . . . . . . . . . 11 (𝑆 βˆ’ (1 / π‘˜)) ∈ V
52, 3, 4fvmpt 6999 . . . . . . . . . 10 (π‘˜ ∈ β„• β†’ (π‘…β€˜π‘˜) = (𝑆 βˆ’ (1 / π‘˜)))
65adantl 483 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (π‘…β€˜π‘˜) = (𝑆 βˆ’ (1 / π‘˜)))
7 supcvg.2 . . . . . . . . . . 11 𝑆 = sup(𝐴, ℝ, < )
8 supcvg.6 . . . . . . . . . . . 12 (πœ‘ β†’ 𝐴 βŠ† ℝ)
9 supcvg.4 . . . . . . . . . . . . 13 (πœ‘ β†’ 𝑋 β‰  βˆ…)
10 supcvg.5 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (πœ‘ β†’ 𝐹:𝑋–onto→𝐴)
11 fof 6806 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐹:𝑋–onto→𝐴 β†’ 𝐹:π‘‹βŸΆπ΄)
1210, 11syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (πœ‘ β†’ 𝐹:π‘‹βŸΆπ΄)
13 feq3 6701 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐴 = βˆ… β†’ (𝐹:π‘‹βŸΆπ΄ ↔ 𝐹:π‘‹βŸΆβˆ…))
1412, 13syl5ibcom 244 . . . . . . . . . . . . . . 15 (πœ‘ β†’ (𝐴 = βˆ… β†’ 𝐹:π‘‹βŸΆβˆ…))
15 f00 6774 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐹:π‘‹βŸΆβˆ… ↔ (𝐹 = βˆ… ∧ 𝑋 = βˆ…))
1615simprbi 498 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐹:π‘‹βŸΆβˆ… β†’ 𝑋 = βˆ…)
1714, 16syl6 35 . . . . . . . . . . . . . 14 (πœ‘ β†’ (𝐴 = βˆ… β†’ 𝑋 = βˆ…))
1817necon3d 2962 . . . . . . . . . . . . 13 (πœ‘ β†’ (𝑋 β‰  βˆ… β†’ 𝐴 β‰  βˆ…))
199, 18mpd 15 . . . . . . . . . . . 12 (πœ‘ β†’ 𝐴 β‰  βˆ…)
20 supcvg.7 . . . . . . . . . . . 12 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐴 𝑦 ≀ π‘₯)
218, 19, 20suprcld 12177 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ ℝ)
227, 21eqeltrid 2838 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ 𝑆 ∈ ℝ)
23 nnrp 12985 . . . . . . . . . . 11 (π‘˜ ∈ β„• β†’ π‘˜ ∈ ℝ+)
2423rpreccld 13026 . . . . . . . . . 10 (π‘˜ ∈ β„• β†’ (1 / π‘˜) ∈ ℝ+)
25 ltsubrp 13010 . . . . . . . . . 10 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (1 / π‘˜) ∈ ℝ+) β†’ (𝑆 βˆ’ (1 / π‘˜)) < 𝑆)
2622, 24, 25syl2an 597 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (𝑆 βˆ’ (1 / π‘˜)) < 𝑆)
276, 26eqbrtrd 5171 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (π‘…β€˜π‘˜) < 𝑆)
2827, 7breqtrdi 5190 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (π‘…β€˜π‘˜) < sup(𝐴, ℝ, < ))
298, 19, 203jca 1129 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (𝐴 βŠ† ℝ ∧ 𝐴 β‰  βˆ… ∧ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐴 𝑦 ≀ π‘₯))
30 nnrecre 12254 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ β„• β†’ (1 / 𝑛) ∈ ℝ)
31 resubcl 11524 . . . . . . . . . . 11 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (1 / 𝑛) ∈ ℝ) β†’ (𝑆 βˆ’ (1 / 𝑛)) ∈ ℝ)
3222, 30, 31syl2an 597 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑛 ∈ β„•) β†’ (𝑆 βˆ’ (1 / 𝑛)) ∈ ℝ)
3332, 3fmptd 7114 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝑅:β„•βŸΆβ„)
3433ffvelcdmda 7087 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (π‘…β€˜π‘˜) ∈ ℝ)
35 suprlub 12178 . . . . . . . 8 (((𝐴 βŠ† ℝ ∧ 𝐴 β‰  βˆ… ∧ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐴 𝑦 ≀ π‘₯) ∧ (π‘…β€˜π‘˜) ∈ ℝ) β†’ ((π‘…β€˜π‘˜) < sup(𝐴, ℝ, < ) ↔ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐴 (π‘…β€˜π‘˜) < 𝑧))
3629, 34, 35syl2an2r 684 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ ((π‘…β€˜π‘˜) < sup(𝐴, ℝ, < ) ↔ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐴 (π‘…β€˜π‘˜) < 𝑧))
3728, 36mpbid 231 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐴 (π‘…β€˜π‘˜) < 𝑧)
388adantr 482 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ 𝐴 βŠ† ℝ)
3938sselda 3983 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) β†’ 𝑧 ∈ ℝ)
40 ltle 11302 . . . . . . . 8 (((π‘…β€˜π‘˜) ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) β†’ ((π‘…β€˜π‘˜) < 𝑧 β†’ (π‘…β€˜π‘˜) ≀ 𝑧))
4134, 39, 40syl2an2r 684 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) β†’ ((π‘…β€˜π‘˜) < 𝑧 β†’ (π‘…β€˜π‘˜) ≀ 𝑧))
4241reximdva 3169 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (βˆƒπ‘§ ∈ 𝐴 (π‘…β€˜π‘˜) < 𝑧 β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐴 (π‘…β€˜π‘˜) ≀ 𝑧))
4337, 42mpd 15 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐴 (π‘…β€˜π‘˜) ≀ 𝑧)
44 forn 6809 . . . . . . . . 9 (𝐹:𝑋–onto→𝐴 β†’ ran 𝐹 = 𝐴)
4510, 44syl 17 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ ran 𝐹 = 𝐴)
4645rexeqdv 3327 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘§ ∈ ran 𝐹(π‘…β€˜π‘˜) ≀ 𝑧 ↔ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐴 (π‘…β€˜π‘˜) ≀ 𝑧))
47 ffn 6718 . . . . . . . 8 (𝐹:π‘‹βŸΆπ΄ β†’ 𝐹 Fn 𝑋)
48 breq2 5153 . . . . . . . . 9 (𝑧 = (πΉβ€˜π‘₯) β†’ ((π‘…β€˜π‘˜) ≀ 𝑧 ↔ (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜π‘₯)))
4948rexrn 7089 . . . . . . . 8 (𝐹 Fn 𝑋 β†’ (βˆƒπ‘§ ∈ ran 𝐹(π‘…β€˜π‘˜) ≀ 𝑧 ↔ βˆƒπ‘₯ ∈ 𝑋 (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜π‘₯)))
5012, 47, 493syl 18 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘§ ∈ ran 𝐹(π‘…β€˜π‘˜) ≀ 𝑧 ↔ βˆƒπ‘₯ ∈ 𝑋 (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜π‘₯)))
5146, 50bitr3d 281 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘§ ∈ 𝐴 (π‘…β€˜π‘˜) ≀ 𝑧 ↔ βˆƒπ‘₯ ∈ 𝑋 (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜π‘₯)))
5251adantr 482 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (βˆƒπ‘§ ∈ 𝐴 (π‘…β€˜π‘˜) ≀ 𝑧 ↔ βˆƒπ‘₯ ∈ 𝑋 (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜π‘₯)))
5343, 52mpbid 231 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ 𝑋 (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜π‘₯))
5453ralrimiva 3147 . . 3 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘˜ ∈ β„• βˆƒπ‘₯ ∈ 𝑋 (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜π‘₯))
55 supcvg.1 . . . 4 𝑋 ∈ V
56 nnenom 13945 . . . 4 β„• β‰ˆ Ο‰
57 fveq2 6892 . . . . 5 (π‘₯ = (π‘“β€˜π‘˜) β†’ (πΉβ€˜π‘₯) = (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)))
5857breq2d 5161 . . . 4 (π‘₯ = (π‘“β€˜π‘˜) β†’ ((π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜π‘₯) ↔ (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))))
5955, 56, 58axcc4 10434 . . 3 (βˆ€π‘˜ ∈ β„• βˆƒπ‘₯ ∈ 𝑋 (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜π‘₯) β†’ βˆƒπ‘“(𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))))
6054, 59syl 17 . 2 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘“(𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))))
61 nnuz 12865 . . . . . 6 β„• = (β„€β‰₯β€˜1)
62 1zzd 12593 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) β†’ 1 ∈ β„€)
63 1zzd 12593 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 1 ∈ β„€)
6422recnd 11242 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ 𝑆 ∈ β„‚)
65 1z 12592 . . . . . . . . . 10 1 ∈ β„€
6661eqimss2i 4044 . . . . . . . . . . 11 (β„€β‰₯β€˜1) βŠ† β„•
67 nnex 12218 . . . . . . . . . . 11 β„• ∈ V
6866, 67climconst2 15492 . . . . . . . . . 10 ((𝑆 ∈ β„‚ ∧ 1 ∈ β„€) β†’ (β„• Γ— {𝑆}) ⇝ 𝑆)
6964, 65, 68sylancl 587 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ (β„• Γ— {𝑆}) ⇝ 𝑆)
7067mptex 7225 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ β„• ↦ (𝑆 βˆ’ (1 / 𝑛))) ∈ V
713, 70eqeltri 2830 . . . . . . . . . 10 𝑅 ∈ V
7271a1i 11 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝑅 ∈ V)
73 ax-1cn 11168 . . . . . . . . . 10 1 ∈ β„‚
74 divcnv 15799 . . . . . . . . . 10 (1 ∈ β„‚ β†’ (𝑛 ∈ β„• ↦ (1 / 𝑛)) ⇝ 0)
7573, 74mp1i 13 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ (𝑛 ∈ β„• ↦ (1 / 𝑛)) ⇝ 0)
76 fvconst2g 7203 . . . . . . . . . . 11 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ ((β„• Γ— {𝑆})β€˜π‘˜) = 𝑆)
7722, 76sylan 581 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ ((β„• Γ— {𝑆})β€˜π‘˜) = 𝑆)
7864adantr 482 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ 𝑆 ∈ β„‚)
7977, 78eqeltrd 2834 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ ((β„• Γ— {𝑆})β€˜π‘˜) ∈ β„‚)
80 eqid 2733 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ β„• ↦ (1 / 𝑛)) = (𝑛 ∈ β„• ↦ (1 / 𝑛))
81 ovex 7442 . . . . . . . . . . . 12 (1 / π‘˜) ∈ V
821, 80, 81fvmpt 6999 . . . . . . . . . . 11 (π‘˜ ∈ β„• β†’ ((𝑛 ∈ β„• ↦ (1 / 𝑛))β€˜π‘˜) = (1 / π‘˜))
8382adantl 483 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ ((𝑛 ∈ β„• ↦ (1 / 𝑛))β€˜π‘˜) = (1 / π‘˜))
84 nnrecre 12254 . . . . . . . . . . . 12 (π‘˜ ∈ β„• β†’ (1 / π‘˜) ∈ ℝ)
8584recnd 11242 . . . . . . . . . . 11 (π‘˜ ∈ β„• β†’ (1 / π‘˜) ∈ β„‚)
8685adantl 483 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (1 / π‘˜) ∈ β„‚)
8783, 86eqeltrd 2834 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ ((𝑛 ∈ β„• ↦ (1 / 𝑛))β€˜π‘˜) ∈ β„‚)
8877, 83oveq12d 7427 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (((β„• Γ— {𝑆})β€˜π‘˜) βˆ’ ((𝑛 ∈ β„• ↦ (1 / 𝑛))β€˜π‘˜)) = (𝑆 βˆ’ (1 / π‘˜)))
896, 88eqtr4d 2776 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„•) β†’ (π‘…β€˜π‘˜) = (((β„• Γ— {𝑆})β€˜π‘˜) βˆ’ ((𝑛 ∈ β„• ↦ (1 / 𝑛))β€˜π‘˜)))
9061, 63, 69, 72, 75, 79, 87, 89climsub 15578 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝑅 ⇝ (𝑆 βˆ’ 0))
9164subid1d 11560 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (𝑆 βˆ’ 0) = 𝑆)
9290, 91breqtrd 5175 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑅 ⇝ 𝑆)
9392ad2antrr 725 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) β†’ 𝑅 ⇝ 𝑆)
9412ad2antrr 725 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) β†’ 𝐹:π‘‹βŸΆπ΄)
95 fex 7228 . . . . . . . 8 ((𝐹:π‘‹βŸΆπ΄ ∧ 𝑋 ∈ V) β†’ 𝐹 ∈ V)
9694, 55, 95sylancl 587 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) β†’ 𝐹 ∈ V)
97 vex 3479 . . . . . . 7 𝑓 ∈ V
98 coexg 7920 . . . . . . 7 ((𝐹 ∈ V ∧ 𝑓 ∈ V) β†’ (𝐹 ∘ 𝑓) ∈ V)
9996, 97, 98sylancl 587 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) β†’ (𝐹 ∘ 𝑓) ∈ V)
10033ad2antrr 725 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) β†’ 𝑅:β„•βŸΆβ„)
101100ffvelcdmda 7087 . . . . . 6 ((((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ∧ π‘š ∈ β„•) β†’ (π‘…β€˜π‘š) ∈ ℝ)
10212, 8fssd 6736 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝐹:π‘‹βŸΆβ„)
103 fco 6742 . . . . . . . . 9 ((𝐹:π‘‹βŸΆβ„ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) β†’ (𝐹 ∘ 𝑓):β„•βŸΆβ„)
104102, 103sylan 581 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) β†’ (𝐹 ∘ 𝑓):β„•βŸΆβ„)
105104adantr 482 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) β†’ (𝐹 ∘ 𝑓):β„•βŸΆβ„)
106105ffvelcdmda 7087 . . . . . 6 ((((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ∧ π‘š ∈ β„•) β†’ ((𝐹 ∘ 𝑓)β€˜π‘š) ∈ ℝ)
107 fveq2 6892 . . . . . . . . . 10 (π‘˜ = π‘š β†’ (π‘…β€˜π‘˜) = (π‘…β€˜π‘š))
108 2fveq3 6897 . . . . . . . . . 10 (π‘˜ = π‘š β†’ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) = (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘š)))
109107, 108breq12d 5162 . . . . . . . . 9 (π‘˜ = π‘š β†’ ((π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ↔ (π‘…β€˜π‘š) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘š))))
110109rspccva 3612 . . . . . . . 8 ((βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) ∧ π‘š ∈ β„•) β†’ (π‘…β€˜π‘š) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘š)))
111110adantll 713 . . . . . . 7 ((((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ∧ π‘š ∈ β„•) β†’ (π‘…β€˜π‘š) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘š)))
112 simplr 768 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) β†’ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹)
113 fvco3 6991 . . . . . . . 8 ((𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ π‘š ∈ β„•) β†’ ((𝐹 ∘ 𝑓)β€˜π‘š) = (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘š)))
114112, 113sylan 581 . . . . . . 7 ((((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ∧ π‘š ∈ β„•) β†’ ((𝐹 ∘ 𝑓)β€˜π‘š) = (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘š)))
115111, 114breqtrrd 5177 . . . . . 6 ((((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ∧ π‘š ∈ β„•) β†’ (π‘…β€˜π‘š) ≀ ((𝐹 ∘ 𝑓)β€˜π‘š))
11629ad3antrrr 729 . . . . . . . . 9 ((((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ∧ π‘š ∈ β„•) β†’ (𝐴 βŠ† ℝ ∧ 𝐴 β‰  βˆ… ∧ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐴 𝑦 ≀ π‘₯))
117112ffvelcdmda 7087 . . . . . . . . . 10 ((((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ∧ π‘š ∈ β„•) β†’ (π‘“β€˜π‘š) ∈ 𝑋)
11894ffvelcdmda 7087 . . . . . . . . . 10 ((((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ∧ (π‘“β€˜π‘š) ∈ 𝑋) β†’ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘š)) ∈ 𝐴)
119117, 118syldan 592 . . . . . . . . 9 ((((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ∧ π‘š ∈ β„•) β†’ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘š)) ∈ 𝐴)
120 suprub 12175 . . . . . . . . 9 (((𝐴 βŠ† ℝ ∧ 𝐴 β‰  βˆ… ∧ βˆƒπ‘₯ ∈ ℝ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐴 𝑦 ≀ π‘₯) ∧ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘š)) ∈ 𝐴) β†’ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘š)) ≀ sup(𝐴, ℝ, < ))
121116, 119, 120syl2anc 585 . . . . . . . 8 ((((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ∧ π‘š ∈ β„•) β†’ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘š)) ≀ sup(𝐴, ℝ, < ))
122121, 7breqtrrdi 5191 . . . . . . 7 ((((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ∧ π‘š ∈ β„•) β†’ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘š)) ≀ 𝑆)
123114, 122eqbrtrd 5171 . . . . . 6 ((((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) ∧ π‘š ∈ β„•) β†’ ((𝐹 ∘ 𝑓)β€˜π‘š) ≀ 𝑆)
12461, 62, 93, 99, 101, 106, 115, 123climsqz 15585 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) β†’ (𝐹 ∘ 𝑓) ⇝ 𝑆)
125124ex 414 . . . 4 ((πœ‘ ∧ 𝑓:β„•βŸΆπ‘‹) β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜)) β†’ (𝐹 ∘ 𝑓) ⇝ 𝑆))
126125imdistanda 573 . . 3 (πœ‘ β†’ ((𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) β†’ (𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ (𝐹 ∘ 𝑓) ⇝ 𝑆)))
127126eximdv 1921 . 2 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘“(𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ βˆ€π‘˜ ∈ β„• (π‘…β€˜π‘˜) ≀ (πΉβ€˜(π‘“β€˜π‘˜))) β†’ βˆƒπ‘“(𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ (𝐹 ∘ 𝑓) ⇝ 𝑆)))
12860, 127mpd 15 1 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘“(𝑓:β„•βŸΆπ‘‹ ∧ (𝐹 ∘ 𝑓) ⇝ 𝑆))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   ∧ w3a 1088   = wceq 1542  βˆƒwex 1782   ∈ wcel 2107   β‰  wne 2941  βˆ€wral 3062  βˆƒwrex 3071  Vcvv 3475   βŠ† wss 3949  βˆ…c0 4323  {csn 4629   class class class wbr 5149   ↦ cmpt 5232   Γ— cxp 5675  ran crn 5678   ∘ ccom 5681   Fn wfn 6539  βŸΆwf 6540  β€“ontoβ†’wfo 6542  β€˜cfv 6544  (class class class)co 7409  supcsup 9435  β„‚cc 11108  β„cr 11109  0cc0 11110  1c1 11111   < clt 11248   ≀ cle 11249   βˆ’ cmin 11444   / cdiv 11871  β„•cn 12212  β„€cz 12558  β„€β‰₯cuz 12822  β„+crp 12974   ⇝ cli 15428
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-inf2 9636  ax-cc 10430  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-pre-sup 11188
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-er 8703  df-pm 8823  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-sup 9437  df-inf 9438  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-nn 12213  df-2 12275  df-3 12276  df-n0 12473  df-z 12559  df-uz 12823  df-rp 12975  df-fl 13757  df-seq 13967  df-exp 14028  df-cj 15046  df-re 15047  df-im 15048  df-sqrt 15182  df-abs 15183  df-clim 15432  df-rlim 15433
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator