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

Theorem uzfissfz 41470
Description: For any finite subset of the upper integers, there is a finite set of sequential integers that includes it. (Contributed by Glauco Siliprandi, 17-Aug-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
uzfissfz.m (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
uzfissfz.z 𝑍 = (ℤ𝑀)
uzfissfz.a (𝜑𝐴𝑍)
uzfissfz.fi (𝜑𝐴 ∈ Fin)
Assertion
Ref Expression
uzfissfz (𝜑 → ∃𝑘𝑍 𝐴 ⊆ (𝑀...𝑘))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝑘,𝑀   𝑘,𝑍
Allowed substitution hint:   𝜑(𝑘)

Proof of Theorem uzfissfz
Dummy variables 𝑗 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 uzfissfz.m . . . . . 6 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
2 uzid 12246 . . . . . 6 (𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ (ℤ𝑀))
31, 2syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑀 ∈ (ℤ𝑀))
4 uzfissfz.z . . . . . . 7 𝑍 = (ℤ𝑀)
54a1i 11 . . . . . 6 (𝜑𝑍 = (ℤ𝑀))
65eqcomd 2824 . . . . 5 (𝜑 → (ℤ𝑀) = 𝑍)
73, 6eleqtrd 2912 . . . 4 (𝜑𝑀𝑍)
87adantr 481 . . 3 ((𝜑𝐴 = ∅) → 𝑀𝑍)
9 id 22 . . . . 5 (𝐴 = ∅ → 𝐴 = ∅)
10 0ss 4347 . . . . . 6 ∅ ⊆ (𝑀...𝑀)
1110a1i 11 . . . . 5 (𝐴 = ∅ → ∅ ⊆ (𝑀...𝑀))
129, 11eqsstrd 4002 . . . 4 (𝐴 = ∅ → 𝐴 ⊆ (𝑀...𝑀))
1312adantl 482 . . 3 ((𝜑𝐴 = ∅) → 𝐴 ⊆ (𝑀...𝑀))
14 oveq2 7153 . . . . 5 (𝑘 = 𝑀 → (𝑀...𝑘) = (𝑀...𝑀))
1514sseq2d 3996 . . . 4 (𝑘 = 𝑀 → (𝐴 ⊆ (𝑀...𝑘) ↔ 𝐴 ⊆ (𝑀...𝑀)))
1615rspcev 3620 . . 3 ((𝑀𝑍𝐴 ⊆ (𝑀...𝑀)) → ∃𝑘𝑍 𝐴 ⊆ (𝑀...𝑘))
178, 13, 16syl2anc 584 . 2 ((𝜑𝐴 = ∅) → ∃𝑘𝑍 𝐴 ⊆ (𝑀...𝑘))
18 uzfissfz.a . . . . 5 (𝜑𝐴𝑍)
1918adantr 481 . . . 4 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → 𝐴𝑍)
20 uzssz 12252 . . . . . . . . 9 (ℤ𝑀) ⊆ ℤ
214, 20eqsstri 3998 . . . . . . . 8 𝑍 ⊆ ℤ
2221a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑𝑍 ⊆ ℤ)
2318, 22sstrd 3974 . . . . . 6 (𝜑𝐴 ⊆ ℤ)
2423adantr 481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → 𝐴 ⊆ ℤ)
259necon3bi 3039 . . . . . 6 𝐴 = ∅ → 𝐴 ≠ ∅)
2625adantl 482 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → 𝐴 ≠ ∅)
27 uzfissfz.fi . . . . . 6 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
2827adantr 481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → 𝐴 ∈ Fin)
29 suprfinzcl 12085 . . . . 5 ((𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ 𝐴 ∈ Fin) → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ 𝐴)
3024, 26, 28, 29syl3anc 1363 . . . 4 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ 𝐴)
3119, 30sseldd 3965 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ 𝑍)
321ad2antrr 722 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → 𝑀 ∈ ℤ)
3321, 31sseldi 3962 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ ℤ)
3433adantr 481 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ ℤ)
3524sselda 3964 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → 𝑗 ∈ ℤ)
3632, 34, 353jca 1120 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → (𝑀 ∈ ℤ ∧ sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ))
3718sselda 3964 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑗𝐴) → 𝑗𝑍)
384a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑗𝐴) → 𝑍 = (ℤ𝑀))
3937, 38eleqtrd 2912 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗𝐴) → 𝑗 ∈ (ℤ𝑀))
40 eluzle 12244 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑀𝑗)
4139, 40syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗𝐴) → 𝑀𝑗)
4241adantlr 711 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → 𝑀𝑗)
43 zssre 11976 . . . . . . . . . 10 ℤ ⊆ ℝ
4423, 43sstrdi 3976 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴 ⊆ ℝ)
4544ad2antrr 722 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → 𝐴 ⊆ ℝ)
4626adantr 481 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → 𝐴 ≠ ∅)
47 fimaxre2 11574 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ∈ Fin) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥)
4844, 27, 47syl2anc 584 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥)
4948ad2antrr 722 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥)
50 simpr 485 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → 𝑗𝐴)
51 suprub 11590 . . . . . . . 8 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥) ∧ 𝑗𝐴) → 𝑗 ≤ sup(𝐴, ℝ, < ))
5245, 46, 49, 50, 51syl31anc 1365 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → 𝑗 ≤ sup(𝐴, ℝ, < ))
5336, 42, 52jca32 516 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → ((𝑀 ∈ ℤ ∧ sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ (𝑀𝑗𝑗 ≤ sup(𝐴, ℝ, < ))))
54 elfz2 12887 . . . . . 6 (𝑗 ∈ (𝑀...sup(𝐴, ℝ, < )) ↔ ((𝑀 ∈ ℤ ∧ sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ (𝑀𝑗𝑗 ≤ sup(𝐴, ℝ, < ))))
5553, 54sylibr 235 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → 𝑗 ∈ (𝑀...sup(𝐴, ℝ, < )))
5655ralrimiva 3179 . . . 4 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → ∀𝑗𝐴 𝑗 ∈ (𝑀...sup(𝐴, ℝ, < )))
57 dfss3 3953 . . . 4 (𝐴 ⊆ (𝑀...sup(𝐴, ℝ, < )) ↔ ∀𝑗𝐴 𝑗 ∈ (𝑀...sup(𝐴, ℝ, < )))
5856, 57sylibr 235 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → 𝐴 ⊆ (𝑀...sup(𝐴, ℝ, < )))
59 oveq2 7153 . . . . 5 (𝑘 = sup(𝐴, ℝ, < ) → (𝑀...𝑘) = (𝑀...sup(𝐴, ℝ, < )))
6059sseq2d 3996 . . . 4 (𝑘 = sup(𝐴, ℝ, < ) → (𝐴 ⊆ (𝑀...𝑘) ↔ 𝐴 ⊆ (𝑀...sup(𝐴, ℝ, < ))))
6160rspcev 3620 . . 3 ((sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ 𝑍𝐴 ⊆ (𝑀...sup(𝐴, ℝ, < ))) → ∃𝑘𝑍 𝐴 ⊆ (𝑀...𝑘))
6231, 58, 61syl2anc 584 . 2 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → ∃𝑘𝑍 𝐴 ⊆ (𝑀...𝑘))
6317, 62pm2.61dan 809 1 (𝜑 → ∃𝑘𝑍 𝐴 ⊆ (𝑀...𝑘))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 396  w3a 1079   = wceq 1528  wcel 2105  wne 3013  wral 3135  wrex 3136  wss 3933  c0 4288   class class class wbr 5057  cfv 6348  (class class class)co 7145  Fincfn 8497  supcsup 8892  cr 10524   < clt 10663  cle 10664  cz 11969  cuz 12231  ...cfz 12880
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1787  ax-4 1801  ax-5 1902  ax-6 1961  ax-7 2006  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2151  ax-12 2167  ax-ext 2790  ax-sep 5194  ax-nul 5201  ax-pow 5257  ax-pr 5320  ax-un 7450  ax-cnex 10581  ax-resscn 10582  ax-1cn 10583  ax-icn 10584  ax-addcl 10585  ax-addrcl 10586  ax-mulcl 10587  ax-mulrcl 10588  ax-mulcom 10589  ax-addass 10590  ax-mulass 10591  ax-distr 10592  ax-i2m1 10593  ax-1ne0 10594  ax-1rid 10595  ax-rnegex 10596  ax-rrecex 10597  ax-cnre 10598  ax-pre-lttri 10599  ax-pre-lttrn 10600  ax-pre-ltadd 10601  ax-pre-mulgt0 10602  ax-pre-sup 10603
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 842  df-3or 1080  df-3an 1081  df-tru 1531  df-ex 1772  df-nf 1776  df-sb 2061  df-mo 2615  df-eu 2647  df-clab 2797  df-cleq 2811  df-clel 2890  df-nfc 2960  df-ne 3014  df-nel 3121  df-ral 3140  df-rex 3141  df-reu 3142  df-rmo 3143  df-rab 3144  df-v 3494  df-sbc 3770  df-csb 3881  df-dif 3936  df-un 3938  df-in 3940  df-ss 3949  df-pss 3951  df-nul 4289  df-if 4464  df-pw 4537  df-sn 4558  df-pr 4560  df-tp 4562  df-op 4564  df-uni 4831  df-iun 4912  df-br 5058  df-opab 5120  df-mpt 5138  df-tr 5164  df-id 5453  df-eprel 5458  df-po 5467  df-so 5468  df-fr 5507  df-we 5509  df-xp 5554  df-rel 5555  df-cnv 5556  df-co 5557  df-dm 5558  df-rn 5559  df-res 5560  df-ima 5561  df-pred 6141  df-ord 6187  df-on 6188  df-lim 6189  df-suc 6190  df-iota 6307  df-fun 6350  df-fn 6351  df-f 6352  df-f1 6353  df-fo 6354  df-f1o 6355  df-fv 6356  df-riota 7103  df-ov 7148  df-oprab 7149  df-mpo 7150  df-om 7570  df-1st 7678  df-2nd 7679  df-wrecs 7936  df-recs 7997  df-rdg 8035  df-1o 8091  df-er 8278  df-en 8498  df-dom 8499  df-sdom 8500  df-fin 8501  df-sup 8894  df-pnf 10665  df-mnf 10666  df-xr 10667  df-ltxr 10668  df-le 10669  df-sub 10860  df-neg 10861  df-nn 11627  df-n0 11886  df-z 11970  df-uz 12232  df-fz 12881
This theorem is referenced by:  sge0uzfsumgt  42603  sge0seq  42605  sge0reuz  42606  carageniuncllem2  42681  caratheodorylem2  42686
  Copyright terms: Public domain W3C validator