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

Theorem suprleubrnmpt 46253
Description: The supremum of a nonempty bounded indexed set of reals is less than or equal to an upper bound. (Contributed by Glauco Siliprandi, 23-Oct-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
suprleubrnmpt.x 𝑥𝜑
suprleubrnmpt.a (𝜑𝐴 ≠ ∅)
suprleubrnmpt.b ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
suprleubrnmpt.e (𝜑 → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑦)
suprleubrnmpt.c (𝜑𝐶 ∈ ℝ)
Assertion
Ref Expression
suprleubrnmpt (𝜑 → (sup(ran (𝑥𝐴𝐵), ℝ, < ) ≤ 𝐶 ↔ ∀𝑥𝐴 𝐵𝐶))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴,𝑦   𝑦,𝐵   𝑥,𝐶
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥, 𝑦)   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑦)

Proof of Theorem suprleubrnmpt
Dummy variables 𝑤 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 suprleubrnmpt.x . . . 4 𝑥𝜑
2 eqid 2760 . . . 4 (𝑥𝐴𝐵) = (𝑥𝐴𝐵)
3 suprleubrnmpt.b . . . 4 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
41, 2, 3rnmptssd 7118 . . 3 (𝜑 → ran (𝑥𝐴𝐵) ⊆ ℝ)
5 suprleubrnmpt.a . . . 4 (𝜑𝐴 ≠ ∅)
61, 3, 2, 5rnmptn0 6240 . . 3 (𝜑 → ran (𝑥𝐴𝐵) ≠ ∅)
7 suprleubrnmpt.e . . . 4 (𝜑 → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑦)
81, 7rnmptbdd 46077 . . 3 (𝜑 → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑤 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑤𝑦)
9 suprleubrnmpt.c . . 3 (𝜑𝐶 ∈ ℝ)
10 suprleub 12208 . . 3 (((ran (𝑥𝐴𝐵) ⊆ ℝ ∧ ran (𝑥𝐴𝐵) ≠ ∅ ∧ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑤 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑤𝑦) ∧ 𝐶 ∈ ℝ) → (sup(ran (𝑥𝐴𝐵), ℝ, < ) ≤ 𝐶 ↔ ∀𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶))
114, 6, 8, 9, 10syl31anc 1400 . 2 (𝜑 → (sup(ran (𝑥𝐴𝐵), ℝ, < ) ≤ 𝐶 ↔ ∀𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶))
12 nfmpt1 5204 . . . . . . . 8 𝑥(𝑥𝐴𝐵)
1312nfrn 5936 . . . . . . 7 𝑥ran (𝑥𝐴𝐵)
14 nfv 1947 . . . . . . 7 𝑥 𝑧𝐶
1513, 14nfralw 3309 . . . . . 6 𝑥𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶
161, 15nfan 1932 . . . . 5 𝑥(𝜑 ∧ ∀𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶)
17 simpr 490 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑥𝐴)
182elrnmpt1 5944 . . . . . . . . 9 ((𝑥𝐴𝐵 ∈ ℝ) → 𝐵 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵))
1917, 3, 18syl2anc 596 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵))
2019adantlr 728 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ∀𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵))
21 simplr 781 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ∀𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶) ∧ 𝑥𝐴) → ∀𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶)
22 breq1 5106 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝐵 → (𝑧𝐶𝐵𝐶))
2322rspcva 3574 . . . . . . 7 ((𝐵 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵) ∧ ∀𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶) → 𝐵𝐶)
2420, 21, 23syl2anc 596 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐵𝐶)
2524ex 418 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶) → (𝑥𝐴𝐵𝐶))
2616, 25ralrimi 3260 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∀𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶) → ∀𝑥𝐴 𝐵𝐶)
2726ex 418 . . 3 (𝜑 → (∀𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶 → ∀𝑥𝐴 𝐵𝐶))
28 vex 3454 . . . . . . . 8 𝑧 ∈ V
292elrnmpt 5942 . . . . . . . 8 (𝑧 ∈ V → (𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵) ↔ ∃𝑥𝐴 𝑧 = 𝐵))
3028, 29ax-mp 5 . . . . . . 7 (𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵) ↔ ∃𝑥𝐴 𝑧 = 𝐵)
3130bilani 510 . . . . . 6 ((∀𝑥𝐴 𝐵𝐶𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)) → ∃𝑥𝐴 𝑧 = 𝐵)
32 nfra1 3286 . . . . . . . 8 𝑥𝑥𝐴 𝐵𝐶
33 rspa 3251 . . . . . . . . . 10 ((∀𝑥𝐴 𝐵𝐶𝑥𝐴) → 𝐵𝐶)
3422biimprcd 253 . . . . . . . . . 10 (𝐵𝐶 → (𝑧 = 𝐵𝑧𝐶))
3533, 34syl 18 . . . . . . . . 9 ((∀𝑥𝐴 𝐵𝐶𝑥𝐴) → (𝑧 = 𝐵𝑧𝐶))
3635ex 418 . . . . . . . 8 (∀𝑥𝐴 𝐵𝐶 → (𝑥𝐴 → (𝑧 = 𝐵𝑧𝐶)))
3732, 14, 36rexlimd 3269 . . . . . . 7 (∀𝑥𝐴 𝐵𝐶 → (∃𝑥𝐴 𝑧 = 𝐵𝑧𝐶))
3837adantr 486 . . . . . 6 ((∀𝑥𝐴 𝐵𝐶𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)) → (∃𝑥𝐴 𝑧 = 𝐵𝑧𝐶))
3931, 38mpd 16 . . . . 5 ((∀𝑥𝐴 𝐵𝐶𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)) → 𝑧𝐶)
4039ralrimiva 3154 . . . 4 (∀𝑥𝐴 𝐵𝐶 → ∀𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶)
4140a1i 11 . . 3 (𝜑 → (∀𝑥𝐴 𝐵𝐶 → ∀𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶))
4227, 41impbid 215 . 2 (𝜑 → (∀𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶 ↔ ∀𝑥𝐴 𝐵𝐶))
4311, 42bitrd 282 1 (𝜑 → (sup(ran (𝑥𝐴𝐵), ℝ, < ) ≤ 𝐶 ↔ ∀𝑥𝐴 𝐵𝐶))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wb 209  wa 401   = wceq 1570  wnf 1816  wcel 2145  wne 2955  wral 3076  wrex 3086  Vcvv 3450  wss 3899  c0 4279   class class class wbr 5103  cmpt 5186  ran crn 5656  supcsup 9413  cr 11126   < clt 11270  cle 11271
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7737  ax-resscn 11184  ax-1cn 11185  ax-icn 11186  ax-addcl 11187  ax-addrcl 11188  ax-mulcl 11189  ax-mulrcl 11190  ax-mulcom 11191  ax-addass 11192  ax-mulass 11193  ax-distr 11194  ax-i2m1 11195  ax-1ne0 11196  ax-1rid 11197  ax-rnegex 11198  ax-rrecex 11199  ax-cnre 11200  ax-pre-lttri 11201  ax-pre-lttrn 11202  ax-pre-ltadd 11203  ax-pre-mulgt0 11204  ax-pre-sup 11205
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-id 5550  df-po 5563  df-so 5564  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-er 8699  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-sup 9415  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11470  df-neg 11471
This theorem is used by:  smfsuplem1  47642
  Copyright terms: Public domain W3C validator