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 41456
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 12250 . . . . . 6 (𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ (ℤ𝑀))
31, 2syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑀 ∈ (ℤ𝑀))
4 uzfissfz.z . . . . . . 7 𝑍 = (ℤ𝑀)
54a1i 11 . . . . . 6 (𝜑𝑍 = (ℤ𝑀))
65eqcomd 2830 . . . . 5 (𝜑 → (ℤ𝑀) = 𝑍)
73, 6eleqtrd 2919 . . . 4 (𝜑𝑀𝑍)
87adantr 481 . . 3 ((𝜑𝐴 = ∅) → 𝑀𝑍)
9 id 22 . . . . 5 (𝐴 = ∅ → 𝐴 = ∅)
10 0ss 4353 . . . . . 6 ∅ ⊆ (𝑀...𝑀)
1110a1i 11 . . . . 5 (𝐴 = ∅ → ∅ ⊆ (𝑀...𝑀))
129, 11eqsstrd 4008 . . . 4 (𝐴 = ∅ → 𝐴 ⊆ (𝑀...𝑀))
1312adantl 482 . . 3 ((𝜑𝐴 = ∅) → 𝐴 ⊆ (𝑀...𝑀))
14 oveq2 7159 . . . . 5 (𝑘 = 𝑀 → (𝑀...𝑘) = (𝑀...𝑀))
1514sseq2d 4002 . . . 4 (𝑘 = 𝑀 → (𝐴 ⊆ (𝑀...𝑘) ↔ 𝐴 ⊆ (𝑀...𝑀)))
1615rspcev 3626 . . 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 12256 . . . . . . . . 9 (ℤ𝑀) ⊆ ℤ
214, 20eqsstri 4004 . . . . . . . 8 𝑍 ⊆ ℤ
2221a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑𝑍 ⊆ ℤ)
2318, 22sstrd 3980 . . . . . 6 (𝜑𝐴 ⊆ ℤ)
2423adantr 481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → 𝐴 ⊆ ℤ)
259necon3bi 3046 . . . . . 6 𝐴 = ∅ → 𝐴 ≠ ∅)
2625adantl 482 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → 𝐴 ≠ ∅)
27 uzfissfz.fi . . . . . 6 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
2827adantr 481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → 𝐴 ∈ Fin)
29 suprfinzcl 12089 . . . . 5 ((𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ 𝐴 ∈ Fin) → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ 𝐴)
3024, 26, 28, 29syl3anc 1365 . . . 4 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ 𝐴)
3119, 30sseldd 3971 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ 𝑍)
321ad2antrr 722 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → 𝑀 ∈ ℤ)
3321, 31sseldi 3968 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ ℤ)
3433adantr 481 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ ℤ)
3524sselda 3970 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → 𝑗 ∈ ℤ)
3632, 34, 353jca 1122 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → (𝑀 ∈ ℤ ∧ sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ))
3718sselda 3970 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑗𝐴) → 𝑗𝑍)
384a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑗𝐴) → 𝑍 = (ℤ𝑀))
3937, 38eleqtrd 2919 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗𝐴) → 𝑗 ∈ (ℤ𝑀))
40 eluzle 12248 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑀𝑗)
4139, 40syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑗𝐴) → 𝑀𝑗)
4241adantlr 711 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → 𝑀𝑗)
43 zssre 11980 . . . . . . . . . 10 ℤ ⊆ ℝ
4423, 43syl6ss 3982 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴 ⊆ ℝ)
4544ad2antrr 722 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → 𝐴 ⊆ ℝ)
4626adantr 481 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) ∧ 𝑗𝐴) → 𝐴 ≠ ∅)
47 fimaxre2 11578 . . . . . . . . . 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 11594 . . . . . . . 8 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥) ∧ 𝑗𝐴) → 𝑗 ≤ sup(𝐴, ℝ, < ))
5245, 46, 49, 50, 51syl31anc 1367 . . . . . . 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 12892 . . . . . 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 3186 . . . 4 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → ∀𝑗𝐴 𝑗 ∈ (𝑀...sup(𝐴, ℝ, < )))
57 dfss3 3959 . . . 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 7159 . . . . 5 (𝑘 = sup(𝐴, ℝ, < ) → (𝑀...𝑘) = (𝑀...sup(𝐴, ℝ, < )))
6059sseq2d 4002 . . . 4 (𝑘 = sup(𝐴, ℝ, < ) → (𝐴 ⊆ (𝑀...𝑘) ↔ 𝐴 ⊆ (𝑀...sup(𝐴, ℝ, < ))))
6160rspcev 3626 . . 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 1081   = wceq 1530  wcel 2106  wne 3020  wral 3142  wrex 3143  wss 3939  c0 4294   class class class wbr 5062  cfv 6351  (class class class)co 7151  Fincfn 8501  supcsup 8896  cr 10528   < clt 10667  cle 10668  cz 11973  cuz 12235  ...cfz 12885
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2152  ax-12 2167  ax-ext 2796  ax-sep 5199  ax-nul 5206  ax-pow 5262  ax-pr 5325  ax-un 7454  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606  ax-pre-sup 10607
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2615  df-eu 2649  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2897  df-nfc 2967  df-ne 3021  df-nel 3128  df-ral 3147  df-rex 3148  df-reu 3149  df-rmo 3150  df-rab 3151  df-v 3501  df-sbc 3776  df-csb 3887  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3955  df-pss 3957  df-nul 4295  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4564  df-pr 4566  df-tp 4568  df-op 4570  df-uni 4837  df-iun 4918  df-br 5063  df-opab 5125  df-mpt 5143  df-tr 5169  df-id 5458  df-eprel 5463  df-po 5472  df-so 5473  df-fr 5512  df-we 5514  df-xp 5559  df-rel 5560  df-cnv 5561  df-co 5562  df-dm 5563  df-rn 5564  df-res 5565  df-ima 5566  df-pred 6145  df-ord 6191  df-on 6192  df-lim 6193  df-suc 6194  df-iota 6311  df-fun 6353  df-fn 6354  df-f 6355  df-f1 6356  df-fo 6357  df-f1o 6358  df-fv 6359  df-riota 7109  df-ov 7154  df-oprab 7155  df-mpo 7156  df-om 7572  df-1st 7683  df-2nd 7684  df-wrecs 7941  df-recs 8002  df-rdg 8040  df-1o 8096  df-er 8282  df-en 8502  df-dom 8503  df-sdom 8504  df-fin 8505  df-sup 8898  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-nn 11631  df-n0 11890  df-z 11974  df-uz 12236  df-fz 12886
This theorem is referenced by:  sge0uzfsumgt  42589  sge0seq  42591  sge0reuz  42592  carageniuncllem2  42667  caratheodorylem2  42672
  Copyright terms: Public domain W3C validator