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

Theorem uzublem 42643
Description: A set of reals, indexed by upper integers, is bound if and only if any upper part is bound. (Contributed by Glauco Siliprandi, 23-Oct-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
uzublem.1 𝑗𝜑
uzublem.2 𝑗𝑋
uzublem.3 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
uzublem.4 𝑍 = (ℤ𝑀)
uzublem.5 (𝜑𝑌 ∈ ℝ)
uzublem.6 𝑊 = sup(ran (𝑗 ∈ (𝑀...𝐾) ↦ 𝐵), ℝ, < )
uzublem.7 𝑋 = if(𝑊𝑌, 𝑌, 𝑊)
uzublem.8 (𝜑𝐾𝑍)
uzublem.9 ((𝜑𝑗𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
uzublem.10 (𝜑 → ∀𝑗 ∈ (ℤ𝐾)𝐵𝑌)
Assertion
Ref Expression
uzublem (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑗𝑍 𝐵𝑥)
Distinct variable groups:   𝑥,𝐵   𝑗,𝐾   𝑗,𝑀   𝑥,𝑋   𝑥,𝑍   𝑥,𝑗
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑗)   𝐵(𝑗)   𝐾(𝑥)   𝑀(𝑥)   𝑊(𝑥,𝑗)   𝑋(𝑗)   𝑌(𝑥,𝑗)   𝑍(𝑗)

Proof of Theorem uzublem
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 uzublem.7 . . 3 𝑋 = if(𝑊𝑌, 𝑌, 𝑊)
2 uzublem.5 . . . 4 (𝜑𝑌 ∈ ℝ)
3 uzublem.6 . . . . . 6 𝑊 = sup(ran (𝑗 ∈ (𝑀...𝐾) ↦ 𝐵), ℝ, < )
43a1i 11 . . . . 5 (𝜑𝑊 = sup(ran (𝑗 ∈ (𝑀...𝐾) ↦ 𝐵), ℝ, < ))
5 uzublem.1 . . . . . 6 𝑗𝜑
6 ltso 10913 . . . . . . 7 < Or ℝ
76a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → < Or ℝ)
8 fzfid 13546 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑀...𝐾) ∈ Fin)
9 uzublem.3 . . . . . . . 8 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
10 uzublem.8 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐾𝑍)
11 uzublem.4 . . . . . . . . . 10 𝑍 = (ℤ𝑀)
1211eluzelz2 42616 . . . . . . . . 9 (𝐾𝑍𝐾 ∈ ℤ)
1310, 12syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝐾 ∈ ℤ)
149zred 12282 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑀 ∈ ℝ)
1514leidd 11398 . . . . . . . 8 (𝜑𝑀𝑀)
1610, 11eleqtrdi 2848 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐾 ∈ (ℤ𝑀))
17 eluzle 12451 . . . . . . . . 9 (𝐾 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑀𝐾)
1816, 17syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑀𝐾)
199, 13, 9, 15, 18elfzd 13103 . . . . . . 7 (𝜑𝑀 ∈ (𝑀...𝐾))
2019ne0d 4250 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑀...𝐾) ≠ ∅)
21 fzssuz 13153 . . . . . . . . 9 (𝑀...𝐾) ⊆ (ℤ𝑀)
2211eqcomi 2746 . . . . . . . . 9 (ℤ𝑀) = 𝑍
2321, 22sseqtri 3937 . . . . . . . 8 (𝑀...𝐾) ⊆ 𝑍
24 id 22 . . . . . . . 8 (𝑗 ∈ (𝑀...𝐾) → 𝑗 ∈ (𝑀...𝐾))
2523, 24sseldi 3899 . . . . . . 7 (𝑗 ∈ (𝑀...𝐾) → 𝑗𝑍)
26 uzublem.9 . . . . . . 7 ((𝜑𝑗𝑍) → 𝐵 ∈ ℝ)
2725, 26sylan2 596 . . . . . 6 ((𝜑𝑗 ∈ (𝑀...𝐾)) → 𝐵 ∈ ℝ)
285, 7, 8, 20, 27fisupclrnmpt 42611 . . . . 5 (𝜑 → sup(ran (𝑗 ∈ (𝑀...𝐾) ↦ 𝐵), ℝ, < ) ∈ ℝ)
294, 28eqeltrd 2838 . . . 4 (𝜑𝑊 ∈ ℝ)
302, 29ifcld 4485 . . 3 (𝜑 → if(𝑊𝑌, 𝑌, 𝑊) ∈ ℝ)
311, 30eqeltrid 2842 . 2 (𝜑𝑋 ∈ ℝ)
3226adantr 484 . . . . . 6 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝐾𝑗) → 𝐵 ∈ ℝ)
332ad2antrr 726 . . . . . 6 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝐾𝑗) → 𝑌 ∈ ℝ)
3431ad2antrr 726 . . . . . 6 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝐾𝑗) → 𝑋 ∈ ℝ)
35 uzublem.10 . . . . . . . 8 (𝜑 → ∀𝑗 ∈ (ℤ𝐾)𝐵𝑌)
3635ad2antrr 726 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝐾𝑗) → ∀𝑗 ∈ (ℤ𝐾)𝐵𝑌)
37 eqid 2737 . . . . . . . 8 (ℤ𝐾) = (ℤ𝐾)
3813ad2antrr 726 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝐾𝑗) → 𝐾 ∈ ℤ)
3911eluzelz2 42616 . . . . . . . . 9 (𝑗𝑍𝑗 ∈ ℤ)
4039ad2antlr 727 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝐾𝑗) → 𝑗 ∈ ℤ)
41 simpr 488 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝐾𝑗) → 𝐾𝑗)
4237, 38, 40, 41eluzd 42622 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝐾𝑗) → 𝑗 ∈ (ℤ𝐾))
43 rspa 3128 . . . . . . 7 ((∀𝑗 ∈ (ℤ𝐾)𝐵𝑌𝑗 ∈ (ℤ𝐾)) → 𝐵𝑌)
4436, 42, 43syl2anc 587 . . . . . 6 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝐾𝑗) → 𝐵𝑌)
45 max2 12777 . . . . . . . . 9 ((𝑊 ∈ ℝ ∧ 𝑌 ∈ ℝ) → 𝑌 ≤ if(𝑊𝑌, 𝑌, 𝑊))
4629, 2, 45syl2anc 587 . . . . . . . 8 (𝜑𝑌 ≤ if(𝑊𝑌, 𝑌, 𝑊))
4746, 1breqtrrdi 5095 . . . . . . 7 (𝜑𝑌𝑋)
4847ad2antrr 726 . . . . . 6 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝐾𝑗) → 𝑌𝑋)
4932, 33, 34, 44, 48letrd 10989 . . . . 5 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝐾𝑗) → 𝐵𝑋)
50 simpr 488 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ ¬ 𝐾𝑗) → ¬ 𝐾𝑗)
51 uzssre 12460 . . . . . . . . . . 11 (ℤ𝑀) ⊆ ℝ
5211, 51eqsstri 3935 . . . . . . . . . 10 𝑍 ⊆ ℝ
5352sseli 3896 . . . . . . . . 9 (𝑗𝑍𝑗 ∈ ℝ)
5453ad2antlr 727 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ ¬ 𝐾𝑗) → 𝑗 ∈ ℝ)
5552, 10sseldi 3899 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐾 ∈ ℝ)
5655ad2antrr 726 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ ¬ 𝐾𝑗) → 𝐾 ∈ ℝ)
5754, 56ltnled 10979 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ ¬ 𝐾𝑗) → (𝑗 < 𝐾 ↔ ¬ 𝐾𝑗))
5850, 57mpbird 260 . . . . . 6 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ ¬ 𝐾𝑗) → 𝑗 < 𝐾)
5926adantr 484 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝐵 ∈ ℝ)
603, 29eqeltrrid 2843 . . . . . . . . 9 (𝜑 → sup(ran (𝑗 ∈ (𝑀...𝐾) ↦ 𝐵), ℝ, < ) ∈ ℝ)
613, 60eqeltrid 2842 . . . . . . . 8 (𝜑𝑊 ∈ ℝ)
6261ad2antrr 726 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝑊 ∈ ℝ)
632, 61ifcld 4485 . . . . . . . . 9 (𝜑 → if(𝑊𝑌, 𝑌, 𝑊) ∈ ℝ)
641, 63eqeltrid 2842 . . . . . . . 8 (𝜑𝑋 ∈ ℝ)
6564ad2antrr 726 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝑋 ∈ ℝ)
66 simpll 767 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝜑)
679ad2antrr 726 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝑀 ∈ ℤ)
6813ad2antrr 726 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝐾 ∈ ℤ)
6911eleq2i 2829 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑗𝑍𝑗 ∈ (ℤ𝑀))
7069biimpi 219 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗𝑍𝑗 ∈ (ℤ𝑀))
7170ad2antlr 727 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝑗 ∈ (ℤ𝑀))
72 simpr 488 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝑗 < 𝐾)
7371, 68, 72elfzod 42613 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝑗 ∈ (𝑀..^𝐾))
74 elfzouz 13247 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 ∈ (𝑀..^𝐾) → 𝑗 ∈ (ℤ𝑀))
7574, 22eleqtrdi 2848 . . . . . . . . . . 11 (𝑗 ∈ (𝑀..^𝐾) → 𝑗𝑍)
7673, 75, 393syl 18 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝑗 ∈ ℤ)
77 eluzle 12451 . . . . . . . . . . . 12 (𝑗 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑀𝑗)
7870, 77syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝑗𝑍𝑀𝑗)
7978ad2antlr 727 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝑀𝑗)
8073, 75, 533syl 18 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝑗 ∈ ℝ)
8155ad2antrr 726 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝐾 ∈ ℝ)
8280, 81, 72ltled 10980 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝑗𝐾)
8367, 68, 76, 79, 82elfzd 13103 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝑗 ∈ (𝑀...𝐾))
845, 27ralrimia 3406 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ∀𝑗 ∈ (𝑀...𝐾)𝐵 ∈ ℝ)
85 fimaxre3 11778 . . . . . . . . . . 11 (((𝑀...𝐾) ∈ Fin ∧ ∀𝑗 ∈ (𝑀...𝐾)𝐵 ∈ ℝ) → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑗 ∈ (𝑀...𝐾)𝐵𝑦)
868, 84, 85syl2anc 587 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑗 ∈ (𝑀...𝐾)𝐵𝑦)
875, 27, 86suprubrnmpt 42471 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑗 ∈ (𝑀...𝐾)) → 𝐵 ≤ sup(ran (𝑗 ∈ (𝑀...𝐾) ↦ 𝐵), ℝ, < ))
8866, 83, 87syl2anc 587 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝐵 ≤ sup(ran (𝑗 ∈ (𝑀...𝐾) ↦ 𝐵), ℝ, < ))
8988, 3breqtrrdi 5095 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝐵𝑊)
90 max1 12775 . . . . . . . . . 10 ((𝑊 ∈ ℝ ∧ 𝑌 ∈ ℝ) → 𝑊 ≤ if(𝑊𝑌, 𝑌, 𝑊))
9129, 2, 90syl2anc 587 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑊 ≤ if(𝑊𝑌, 𝑌, 𝑊))
9291, 1breqtrrdi 5095 . . . . . . . 8 (𝜑𝑊𝑋)
9392ad2antrr 726 . . . . . . 7 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝑊𝑋)
9459, 62, 65, 89, 93letrd 10989 . . . . . 6 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ 𝑗 < 𝐾) → 𝐵𝑋)
9558, 94syldan 594 . . . . 5 (((𝜑𝑗𝑍) ∧ ¬ 𝐾𝑗) → 𝐵𝑋)
9649, 95pm2.61dan 813 . . . 4 ((𝜑𝑗𝑍) → 𝐵𝑋)
9796ex 416 . . 3 (𝜑 → (𝑗𝑍𝐵𝑋))
985, 97ralrimi 3137 . 2 (𝜑 → ∀𝑗𝑍 𝐵𝑋)
99 nfv 1922 . . 3 𝑥𝑗𝑍 𝐵𝑋
100 nfcv 2904 . . . . 5 𝑗𝑥
101 uzublem.2 . . . . 5 𝑗𝑋
102100, 101nfeq 2917 . . . 4 𝑗 𝑥 = 𝑋
103 breq2 5057 . . . 4 (𝑥 = 𝑋 → (𝐵𝑥𝐵𝑋))
104102, 103ralbid 3154 . . 3 (𝑥 = 𝑋 → (∀𝑗𝑍 𝐵𝑥 ↔ ∀𝑗𝑍 𝐵𝑋))
10599, 104rspce 3526 . 2 ((𝑋 ∈ ℝ ∧ ∀𝑗𝑍 𝐵𝑋) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑗𝑍 𝐵𝑥)
10631, 98, 105syl2anc 587 1 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑗𝑍 𝐵𝑥)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 399   = wceq 1543  wnf 1791  wcel 2110  wnfc 2884  wral 3061  wrex 3062  ifcif 4439   class class class wbr 5053  cmpt 5135   Or wor 5467  ran crn 5552  cfv 6380  (class class class)co 7213  Fincfn 8626  supcsup 9056  cr 10728   < clt 10867  cle 10868  cz 12176  cuz 12438  ...cfz 13095  ..^cfzo 13238
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1976  ax-7 2016  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2708  ax-sep 5192  ax-nul 5199  ax-pow 5258  ax-pr 5322  ax-un 7523  ax-cnex 10785  ax-resscn 10786  ax-1cn 10787  ax-icn 10788  ax-addcl 10789  ax-addrcl 10790  ax-mulcl 10791  ax-mulrcl 10792  ax-mulcom 10793  ax-addass 10794  ax-mulass 10795  ax-distr 10796  ax-i2m1 10797  ax-1ne0 10798  ax-1rid 10799  ax-rnegex 10800  ax-rrecex 10801  ax-cnre 10802  ax-pre-lttri 10803  ax-pre-lttrn 10804  ax-pre-ltadd 10805  ax-pre-mulgt0 10806  ax-pre-sup 10807
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 848  df-3or 1090  df-3an 1091  df-tru 1546  df-fal 1556  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2071  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2886  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3410  df-sbc 3695  df-csb 3812  df-dif 3869  df-un 3871  df-in 3873  df-ss 3883  df-pss 3885  df-nul 4238  df-if 4440  df-pw 4515  df-sn 4542  df-pr 4544  df-tp 4546  df-op 4548  df-uni 4820  df-iun 4906  df-br 5054  df-opab 5116  df-mpt 5136  df-tr 5162  df-id 5455  df-eprel 5460  df-po 5468  df-so 5469  df-fr 5509  df-we 5511  df-xp 5557  df-rel 5558  df-cnv 5559  df-co 5560  df-dm 5561  df-rn 5562  df-res 5563  df-ima 5564  df-pred 6160  df-ord 6216  df-on 6217  df-lim 6218  df-suc 6219  df-iota 6338  df-fun 6382  df-fn 6383  df-f 6384  df-f1 6385  df-fo 6386  df-f1o 6387  df-fv 6388  df-riota 7170  df-ov 7216  df-oprab 7217  df-mpo 7218  df-om 7645  df-1st 7761  df-2nd 7762  df-wrecs 8047  df-recs 8108  df-rdg 8146  df-1o 8202  df-er 8391  df-en 8627  df-dom 8628  df-sdom 8629  df-fin 8630  df-sup 9058  df-pnf 10869  df-mnf 10870  df-xr 10871  df-ltxr 10872  df-le 10873  df-sub 11064  df-neg 11065  df-nn 11831  df-n0 12091  df-z 12177  df-uz 12439  df-fz 13096  df-fzo 13239
This theorem is referenced by:  uzub  42644
  Copyright terms: Public domain W3C validator