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 46213
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 2765 . . . 4 (𝑥𝐴𝐵) = (𝑥𝐴𝐵)
3 suprleubrnmpt.b . . . 4 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
41, 2, 3rnmptssd 7123 . . 3 (𝜑 → ran (𝑥𝐴𝐵) ⊆ ℝ)
5 suprleubrnmpt.a . . . 4 (𝜑𝐴 ≠ ∅)
61, 3, 2, 5rnmptn0 6247 . . 3 (𝜑 → ran (𝑥𝐴𝐵) ≠ ∅)
7 suprleubrnmpt.e . . . 4 (𝜑 → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑥𝐴 𝐵𝑦)
81, 7rnmptbdd 46037 . . 3 (𝜑 → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑤 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑤𝑦)
9 suprleubrnmpt.c . . 3 (𝜑𝐶 ∈ ℝ)
10 suprleub 12200 . . 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 5212 . . . . . . . 8 𝑥(𝑥𝐴𝐵)
1312nfrn 5944 . . . . . . 7 𝑥ran (𝑥𝐴𝐵)
14 nfv 1947 . . . . . . 7 𝑥 𝑧𝐶
1513, 14nfralw 3314 . . . . . 6 𝑥𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶
161, 15nfan 1932 . . . . 5 𝑥(𝜑 ∧ ∀𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶)
17 simpr 490 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑥𝐴)
182elrnmpt1 5952 . . . . . . . . 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 5114 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝐵 → (𝑧𝐶𝐵𝐶))
2322rspcva 3581 . . . . . . 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 3265 . . . 4 ((𝜑 ∧ ∀𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶) → ∀𝑥𝐴 𝐵𝐶)
2726ex 418 . . 3 (𝜑 → (∀𝑧 ∈ ran (𝑥𝐴𝐵)𝑧𝐶 → ∀𝑥𝐴 𝐵𝐶))
28 vex 3461 . . . . . . . 8 𝑧 ∈ V
292elrnmpt 5950 . . . . . . . 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 3291 . . . . . . . 8 𝑥𝑥𝐴 𝐵𝐶
33 rspa 3256 . . . . . . . . . 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 3274 . . . . . . 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 3159 . . . 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 2146  wne 2960  wral 3081  wrex 3091  Vcvv 3457  wss 3906  c0 4286   class class class wbr 5111  cmpt 5194  ran crn 5664  supcsup 9407  cr 11118   < clt 11262  cle 11263
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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-resscn 11176  ax-1cn 11177  ax-icn 11178  ax-addcl 11179  ax-addrcl 11180  ax-mulcl 11181  ax-mulrcl 11182  ax-mulcom 11183  ax-addass 11184  ax-mulass 11185  ax-distr 11186  ax-i2m1 11187  ax-1ne0 11188  ax-1rid 11189  ax-rnegex 11190  ax-rrecex 11191  ax-cnre 11192  ax-pre-lttri 11193  ax-pre-lttrn 11194  ax-pre-ltadd 11195  ax-pre-mulgt0 11196  ax-pre-sup 11197
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 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-id 5558  df-po 5571  df-so 5572  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-er 8700  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-sup 9409  df-pnf 11264  df-mnf 11265  df-xr 11266  df-ltxr 11267  df-le 11268  df-sub 11462  df-neg 11463
This theorem is used by:  smfsuplem1  47602
  Copyright terms: Public domain W3C validator