Theorem uzwo 12829

Description: Well-ordering principle: any nonempty subset of an upper set of integers has a least element. (Contributed by NM, 8-Oct-2005.)

Assertion

Ref	Expression
uzwo	⊢ ((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑆 ≠ ∅) → ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑘 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑘)

Distinct variable group:   𝑗,𝑘,𝑆

Allowed substitution hints:   𝑀(𝑗,𝑘)

Proof of Theorem uzwo

Dummy variables 𝑡 ℎ 𝑛 𝑚 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		breq1 5102	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (ℎ = 𝑀 → (ℎ ≤ 𝑡 ↔ 𝑀 ≤ 𝑡))
2	1	ralbidv 3160	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (ℎ = 𝑀 → (∀𝑡 ∈ 𝑆 ℎ ≤ 𝑡 ↔ ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑀 ≤ 𝑡))
3	2	imbi2d 340	. . . . . . . . . 10 ⊢ (ℎ = 𝑀 → (((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → ∀𝑡 ∈ 𝑆 ℎ ≤ 𝑡) ↔ ((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑀 ≤ 𝑡)))
4		breq1 5102	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (ℎ = 𝑚 → (ℎ ≤ 𝑡 ↔ 𝑚 ≤ 𝑡))
5	4	ralbidv 3160	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (ℎ = 𝑚 → (∀𝑡 ∈ 𝑆 ℎ ≤ 𝑡 ↔ ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑚 ≤ 𝑡))
6	5	imbi2d 340	. . . . . . . . . 10 ⊢ (ℎ = 𝑚 → (((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → ∀𝑡 ∈ 𝑆 ℎ ≤ 𝑡) ↔ ((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑚 ≤ 𝑡)))
7		breq1 5102	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (ℎ = (𝑚 + 1) → (ℎ ≤ 𝑡 ↔ (𝑚 + 1) ≤ 𝑡))
8	7	ralbidv 3160	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (ℎ = (𝑚 + 1) → (∀𝑡 ∈ 𝑆 ℎ ≤ 𝑡 ↔ ∀𝑡 ∈ 𝑆 (𝑚 + 1) ≤ 𝑡))
9	8	imbi2d 340	. . . . . . . . . 10 ⊢ (ℎ = (𝑚 + 1) → (((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → ∀𝑡 ∈ 𝑆 ℎ ≤ 𝑡) ↔ ((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → ∀𝑡 ∈ 𝑆 (𝑚 + 1) ≤ 𝑡)))
10		breq1 5102	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (ℎ = 𝑛 → (ℎ ≤ 𝑡 ↔ 𝑛 ≤ 𝑡))
11	10	ralbidv 3160	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (ℎ = 𝑛 → (∀𝑡 ∈ 𝑆 ℎ ≤ 𝑡 ↔ ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑛 ≤ 𝑡))
12	11	imbi2d 340	. . . . . . . . . 10 ⊢ (ℎ = 𝑛 → (((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → ∀𝑡 ∈ 𝑆 ℎ ≤ 𝑡) ↔ ((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑛 ≤ 𝑡)))
13		ssel 3928	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) → (𝑡 ∈ 𝑆 → 𝑡 ∈ (ℤ≥‘𝑀)))
14		eluzle 12769	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑡 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑀 ≤ 𝑡)
15	13, 14	syl6 35	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) → (𝑡 ∈ 𝑆 → 𝑀 ≤ 𝑡))
16	15	ralrimiv 3128	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) → ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑀 ≤ 𝑡)
17	16	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑀 ≤ 𝑡)
18		uzssz 12777	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (ℤ≥‘𝑀) ⊆ ℤ
19		sstr 3943	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ (ℤ≥‘𝑀) ⊆ ℤ) → 𝑆 ⊆ ℤ)
20	18, 19	mpan2 692	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑆 ⊆ ℤ)
21		eluzelz 12766	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑚 ∈ ℤ)
22		breq1 5102	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑗 = 𝑚 → (𝑗 ≤ 𝑡 ↔ 𝑚 ≤ 𝑡))
23	22	ralbidv 3160	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑗 = 𝑚 → (∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡 ↔ ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑚 ≤ 𝑡))
24	23	rspcev 3577	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑚 ∈ 𝑆 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑚 ≤ 𝑡) → ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡)
25	24	expcom 413	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑚 ≤ 𝑡 → (𝑚 ∈ 𝑆 → ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡))
26	25	con3rr3 155	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡 → (∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑚 ≤ 𝑡 → ¬ 𝑚 ∈ 𝑆))
27		ssel2 3929	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ⊢ ((𝑆 ⊆ ℤ ∧ 𝑡 ∈ 𝑆) → 𝑡 ∈ ℤ)
28		zre 12497	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ⊢ (𝑚 ∈ ℤ → 𝑚 ∈ ℝ)
29		zre 12497	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ⊢ (𝑡 ∈ ℤ → 𝑡 ∈ ℝ)
30		letri3 11223	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ⊢ ((𝑚 ∈ ℝ ∧ 𝑡 ∈ ℝ) → (𝑚 = 𝑡 ↔ (𝑚 ≤ 𝑡 ∧ 𝑡 ≤ 𝑚)))
31	28, 29, 30	syl2an 597	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ⊢ ((𝑚 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ) → (𝑚 = 𝑡 ↔ (𝑚 ≤ 𝑡 ∧ 𝑡 ≤ 𝑚)))
32		zleltp1 12547	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ⊢ ((𝑡 ∈ ℤ ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → (𝑡 ≤ 𝑚 ↔ 𝑡 < (𝑚 + 1)))
33		peano2re 11311	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 ⊢ (𝑚 ∈ ℝ → (𝑚 + 1) ∈ ℝ)
34	28, 33	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 ⊢ (𝑚 ∈ ℤ → (𝑚 + 1) ∈ ℝ)
35		ltnle 11217	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 ⊢ ((𝑡 ∈ ℝ ∧ (𝑚 + 1) ∈ ℝ) → (𝑡 < (𝑚 + 1) ↔ ¬ (𝑚 + 1) ≤ 𝑡))
36	29, 34, 35	syl2an 597	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ⊢ ((𝑡 ∈ ℤ ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → (𝑡 < (𝑚 + 1) ↔ ¬ (𝑚 + 1) ≤ 𝑡))
37	32, 36	bitrd 279	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ⊢ ((𝑡 ∈ ℤ ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → (𝑡 ≤ 𝑚 ↔ ¬ (𝑚 + 1) ≤ 𝑡))
38	37	ancoms 458	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ⊢ ((𝑚 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ) → (𝑡 ≤ 𝑚 ↔ ¬ (𝑚 + 1) ≤ 𝑡))
39	38	anbi2d 631	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ⊢ ((𝑚 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ) → ((𝑚 ≤ 𝑡 ∧ 𝑡 ≤ 𝑚) ↔ (𝑚 ≤ 𝑡 ∧ ¬ (𝑚 + 1) ≤ 𝑡)))
40	31, 39	bitrd 279	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ⊢ ((𝑚 ∈ ℤ ∧ 𝑡 ∈ ℤ) → (𝑚 = 𝑡 ↔ (𝑚 ≤ 𝑡 ∧ ¬ (𝑚 + 1) ≤ 𝑡)))
41	27, 40	sylan2 594	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ ((𝑚 ∈ ℤ ∧ (𝑆 ⊆ ℤ ∧ 𝑡 ∈ 𝑆)) → (𝑚 = 𝑡 ↔ (𝑚 ≤ 𝑡 ∧ ¬ (𝑚 + 1) ≤ 𝑡)))
42		eleq1a 2832	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ⊢ (𝑡 ∈ 𝑆 → (𝑚 = 𝑡 → 𝑚 ∈ 𝑆))
43	42	ad2antll 730	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ ((𝑚 ∈ ℤ ∧ (𝑆 ⊆ ℤ ∧ 𝑡 ∈ 𝑆)) → (𝑚 = 𝑡 → 𝑚 ∈ 𝑆))
44	41, 43	sylbird 260	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ ((𝑚 ∈ ℤ ∧ (𝑆 ⊆ ℤ ∧ 𝑡 ∈ 𝑆)) → ((𝑚 ≤ 𝑡 ∧ ¬ (𝑚 + 1) ≤ 𝑡) → 𝑚 ∈ 𝑆))
45	44	expd 415	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ ((𝑚 ∈ ℤ ∧ (𝑆 ⊆ ℤ ∧ 𝑡 ∈ 𝑆)) → (𝑚 ≤ 𝑡 → (¬ (𝑚 + 1) ≤ 𝑡 → 𝑚 ∈ 𝑆)))
46		con1 146	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ ((¬ (𝑚 + 1) ≤ 𝑡 → 𝑚 ∈ 𝑆) → (¬ 𝑚 ∈ 𝑆 → (𝑚 + 1) ≤ 𝑡))
47	45, 46	syl6 35	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ ((𝑚 ∈ ℤ ∧ (𝑆 ⊆ ℤ ∧ 𝑡 ∈ 𝑆)) → (𝑚 ≤ 𝑡 → (¬ 𝑚 ∈ 𝑆 → (𝑚 + 1) ≤ 𝑡)))
48	47	com23 86	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝑚 ∈ ℤ ∧ (𝑆 ⊆ ℤ ∧ 𝑡 ∈ 𝑆)) → (¬ 𝑚 ∈ 𝑆 → (𝑚 ≤ 𝑡 → (𝑚 + 1) ≤ 𝑡)))
49	48	exp32 420	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑚 ∈ ℤ → (𝑆 ⊆ ℤ → (𝑡 ∈ 𝑆 → (¬ 𝑚 ∈ 𝑆 → (𝑚 ≤ 𝑡 → (𝑚 + 1) ≤ 𝑡)))))
50	49	com34 91	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑚 ∈ ℤ → (𝑆 ⊆ ℤ → (¬ 𝑚 ∈ 𝑆 → (𝑡 ∈ 𝑆 → (𝑚 ≤ 𝑡 → (𝑚 + 1) ≤ 𝑡)))))
51	50	imp41 425	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((((𝑚 ∈ ℤ ∧ 𝑆 ⊆ ℤ) ∧ ¬ 𝑚 ∈ 𝑆) ∧ 𝑡 ∈ 𝑆) → (𝑚 ≤ 𝑡 → (𝑚 + 1) ≤ 𝑡))
52	51	ralimdva 3149	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑚 ∈ ℤ ∧ 𝑆 ⊆ ℤ) ∧ ¬ 𝑚 ∈ 𝑆) → (∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑚 ≤ 𝑡 → ∀𝑡 ∈ 𝑆 (𝑚 + 1) ≤ 𝑡))
53	52	ex 412	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑚 ∈ ℤ ∧ 𝑆 ⊆ ℤ) → (¬ 𝑚 ∈ 𝑆 → (∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑚 ≤ 𝑡 → ∀𝑡 ∈ 𝑆 (𝑚 + 1) ≤ 𝑡)))
54	26, 53	sylan9r 508	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑚 ∈ ℤ ∧ 𝑆 ⊆ ℤ) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → (∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑚 ≤ 𝑡 → (∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑚 ≤ 𝑡 → ∀𝑡 ∈ 𝑆 (𝑚 + 1) ≤ 𝑡)))
55	54	pm2.43d 53	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑚 ∈ ℤ ∧ 𝑆 ⊆ ℤ) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → (∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑚 ≤ 𝑡 → ∀𝑡 ∈ 𝑆 (𝑚 + 1) ≤ 𝑡))
56	55	expl 457	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑚 ∈ ℤ → ((𝑆 ⊆ ℤ ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → (∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑚 ≤ 𝑡 → ∀𝑡 ∈ 𝑆 (𝑚 + 1) ≤ 𝑡)))
57	21, 56	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → ((𝑆 ⊆ ℤ ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → (∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑚 ≤ 𝑡 → ∀𝑡 ∈ 𝑆 (𝑚 + 1) ≤ 𝑡)))
58	20, 57	sylani 605	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → ((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → (∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑚 ≤ 𝑡 → ∀𝑡 ∈ 𝑆 (𝑚 + 1) ≤ 𝑡)))
59	58	a2d 29	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑚 ≤ 𝑡) → ((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → ∀𝑡 ∈ 𝑆 (𝑚 + 1) ≤ 𝑡)))
60	3, 6, 9, 12, 17, 59	uzind4i 12828	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → ((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑛 ≤ 𝑡))
61		breq1 5102	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑗 = 𝑛 → (𝑗 ≤ 𝑡 ↔ 𝑛 ≤ 𝑡))
62	61	ralbidv 3160	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑗 = 𝑛 → (∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡 ↔ ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑛 ≤ 𝑡))
63	62	rspcev 3577	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑛 ∈ 𝑆 ∧ ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑛 ≤ 𝑡) → ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡)
64	63	expcom 413	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑛 ≤ 𝑡 → (𝑛 ∈ 𝑆 → ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡))
65	64	con3rr3 155	. . . . . . . . . 10 ⊢ (¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡 → (∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑛 ≤ 𝑡 → ¬ 𝑛 ∈ 𝑆))
66	65	adantl 481	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → (∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑛 ≤ 𝑡 → ¬ 𝑛 ∈ 𝑆))
67	60, 66	sylcom 30	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → ((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → ¬ 𝑛 ∈ 𝑆))
68		ssel 3928	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) → (𝑛 ∈ 𝑆 → 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑀)))
69	68	con3rr3 155	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) → ¬ 𝑛 ∈ 𝑆))
70	69	adantrd 491	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → ((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → ¬ 𝑛 ∈ 𝑆))
71	67, 70	pm2.61i 182	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ ¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡) → ¬ 𝑛 ∈ 𝑆)
72	71	ex 412	. . . . . 6 ⊢ (𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) → (¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡 → ¬ 𝑛 ∈ 𝑆))
73	72	alrimdv 1931	. . . . 5 ⊢ (𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) → (¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡 → ∀𝑛 ¬ 𝑛 ∈ 𝑆))
74		eq0 4303	. . . . 5 ⊢ (𝑆 = ∅ ↔ ∀𝑛 ¬ 𝑛 ∈ 𝑆)
75	73, 74	imbitrrdi 252	. . . 4 ⊢ (𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) → (¬ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡 → 𝑆 = ∅))
76	75	necon1ad 2950	. . 3 ⊢ (𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) → (𝑆 ≠ ∅ → ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡))
77	76	imp 406	. 2 ⊢ ((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑆 ≠ ∅) → ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡)
78		breq2 5103	. . . 4 ⊢ (𝑡 = 𝑘 → (𝑗 ≤ 𝑡 ↔ 𝑗 ≤ 𝑘))
79	78	cbvralvw 3215	. . 3 ⊢ (∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡 ↔ ∀𝑘 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑘)
80	79	rexbii 3084	. 2 ⊢ (∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑡 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑡 ↔ ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑘 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑘)
81	77, 80	sylib 218	1 ⊢ ((𝑆 ⊆ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑆 ≠ ∅) → ∃𝑗 ∈ 𝑆 ∀𝑘 ∈ 𝑆 𝑗 ≤ 𝑘)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395  ∀wal 1540   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2933  ∀wral 3052  ∃wrex 3061   ⊆ wss 3902  ∅c0 4286   class class class wbr 5099  ‘cfv 6493  (class class class)co 7361  ℝcr 11030  1c1 11032   + caddc 11034   < clt 11171   ≤ cle 11172  ℤcz 12493  ℤ_≥cuz 12756

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5242  ax-nul 5252  ax-pow 5311  ax-pr 5378  ax-un 7683  ax-cnex 11087  ax-resscn 11088  ax-1cn 11089  ax-icn 11090  ax-addcl 11091  ax-addrcl 11092  ax-mulcl 11093  ax-mulrcl 11094  ax-mulcom 11095  ax-addass 11096  ax-mulass 11097  ax-distr 11098  ax-i2m1 11099  ax-1ne0 11100  ax-1rid 11101  ax-rnegex 11102  ax-rrecex 11103  ax-cnre 11104  ax-pre-lttri 11105  ax-pre-lttrn 11106  ax-pre-ltadd 11107  ax-pre-mulgt0 11108

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3062  df-reu 3352  df-rab 3401  df-v 3443  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4287  df-if 4481  df-pw 4557  df-sn 4582  df-pr 4584  df-op 4588  df-uni 4865  df-iun 4949  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-tr 5207  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6260  df-ord 6321  df-on 6322  df-lim 6323  df-suc 6324  df-iota 6449  df-fun 6495  df-fn 6496  df-f 6497  df-f1 6498  df-fo 6499  df-f1o 6500  df-fv 6501  df-riota 7318  df-ov 7364  df-oprab 7365  df-mpo 7366  df-om 7812  df-2nd 7937  df-frecs 8226  df-wrecs 8257  df-recs 8306  df-rdg 8344  df-er 8638  df-en 8889  df-dom 8890  df-sdom 8891  df-pnf 11173  df-mnf 11174  df-xr 11175  df-ltxr 11176  df-le 11177  df-sub 11371  df-neg 11372  df-nn 12151  df-n0 12407  df-z 12494  df-uz 12757

This theorem is referenced by:  uzwo2  12830  nnwo  12831  infssuzle  12849  infssuzcl  12850  infdesc  42964  uzwo4  45376