Theorem supxrre3rnmpt 45615

Description: The indexed supremum of a nonempty set of reals, is real if and only if it is bounded-above . (Contributed by Glauco Siliprandi, 23-Oct-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
supxrre3rnmpt.x	⊢ Ⅎ𝑥𝜑
supxrre3rnmpt.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ≠ ∅)
supxrre3rnmpt.b	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)

Assertion

Ref	Expression
supxrre3rnmpt	⊢ (𝜑 → (sup(ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵), ℝ*, < ) ∈ ℝ ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ≤ 𝑦))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴,𝑦   𝑦,𝐵

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦)   𝐵(𝑥)

Proof of Theorem supxrre3rnmpt

Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		supxrre3rnmpt.x	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑥𝜑
2		eqid 2734	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)
3		supxrre3rnmpt.b	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℝ)
4	1, 2, 3	rnmptssd 45382	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ⊆ ℝ)
5		supxrre3rnmpt.a	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ≠ ∅)
6	1, 3, 2, 5	rnmptn0 6200	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ≠ ∅)
7		supxrre3 45512	. . 3 ⊢ ((ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ⊆ ℝ ∧ ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ≠ ∅) → (sup(ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵), ℝ*, < ) ∈ ℝ ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑧 ∈ ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)𝑧 ≤ 𝑦))
8	4, 6, 7	syl2anc 584	. 2 ⊢ (𝜑 → (sup(ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵), ℝ*, < ) ∈ ℝ ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑧 ∈ ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)𝑧 ≤ 𝑦))
9	1, 3	rnmptbd 45442	. 2 ⊢ (𝜑 → (∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ≤ 𝑦 ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑧 ∈ ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)𝑧 ≤ 𝑦))
10	8, 9	bitr4d 282	1 ⊢ (𝜑 → (sup(ran (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵), ℝ*, < ) ∈ ℝ ↔ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ≤ 𝑦))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395  Ⅎwnf 1784   ∈ wcel 2113   ≠ wne 2930  ∀wral 3049  ∃wrex 3058   ⊆ wss 3899  ∅c0 4283   class class class wbr 5096   ↦ cmpt 5177  ran crn 5623  supcsup 9341  ℝcr 11023  ℝ^*cxr 11163   < clt 11164   ≤ cle 11165

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2182  ax-ext 2706  ax-sep 5239  ax-nul 5249  ax-pow 5308  ax-pr 5375  ax-un 7678  ax-cnex 11080  ax-resscn 11081  ax-1cn 11082  ax-icn 11083  ax-addcl 11084  ax-addrcl 11085  ax-mulcl 11086  ax-mulrcl 11087  ax-mulcom 11088  ax-addass 11089  ax-mulass 11090  ax-distr 11091  ax-i2m1 11092  ax-1ne0 11093  ax-1rid 11094  ax-rnegex 11095  ax-rrecex 11096  ax-cnre 11097  ax-pre-lttri 11098  ax-pre-lttrn 11099  ax-pre-ltadd 11100  ax-pre-mulgt0 11101  ax-pre-sup 11102

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2537  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2809  df-nfc 2883  df-ne 2931  df-nel 3035  df-ral 3050  df-rex 3059  df-rmo 3348  df-reu 3349  df-rab 3398  df-v 3440  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-nul 4284  df-if 4478  df-pw 4554  df-sn 4579  df-pr 4581  df-op 4585  df-uni 4862  df-br 5097  df-opab 5159  df-mpt 5178  df-id 5517  df-po 5530  df-so 5531  df-xp 5628  df-rel 5629  df-cnv 5630  df-co 5631  df-dm 5632  df-rn 5633  df-res 5634  df-ima 5635  df-iota 6446  df-fun 6492  df-fn 6493  df-f 6494  df-f1 6495  df-fo 6496  df-f1o 6497  df-fv 6498  df-riota 7313  df-ov 7359  df-oprab 7360  df-mpo 7361  df-er 8633  df-en 8882  df-dom 8883  df-sdom 8884  df-sup 9343  df-pnf 11166  df-mnf 11167  df-xr 11168  df-ltxr 11169  df-le 11170  df-sub 11364  df-neg 11365

This theorem is referenced by:  limsupvaluz2  45924  supcnvlimsup  45926  smfsupxr  47002  smflimsuplem2  47007  smflimsuplem5  47010