MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  zmin Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem zmin 12987
Description: There is a unique smallest integer greater than or equal to a given real number. (Contributed by NM, 12-Nov-2004.) (Revised by Mario Carneiro, 13-Jun-2014.)
Assertion
Ref Expression
zmin (𝐴 ∈ ℝ → ∃!𝑥 ∈ ℤ (𝐴𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ ℤ (𝐴𝑦𝑥𝑦)))
Distinct variable group:   𝑥,𝑦,𝐴

Proof of Theorem zmin
Dummy variables 𝑛 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nnssz 12637 . . . . . 6 ℕ ⊆ ℤ
2 arch 12525 . . . . . 6 (𝐴 ∈ ℝ → ∃𝑧 ∈ ℕ 𝐴 < 𝑧)
3 ssrexv 4052 . . . . . 6 (ℕ ⊆ ℤ → (∃𝑧 ∈ ℕ 𝐴 < 𝑧 → ∃𝑧 ∈ ℤ 𝐴 < 𝑧))
41, 2, 3mpsyl 68 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ → ∃𝑧 ∈ ℤ 𝐴 < 𝑧)
5 zre 12619 . . . . . . 7 (𝑧 ∈ ℤ → 𝑧 ∈ ℝ)
6 ltle 11350 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → (𝐴 < 𝑧𝐴𝑧))
75, 6sylan2 593 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℤ) → (𝐴 < 𝑧𝐴𝑧))
87reximdva 3167 . . . . 5 (𝐴 ∈ ℝ → (∃𝑧 ∈ ℤ 𝐴 < 𝑧 → ∃𝑧 ∈ ℤ 𝐴𝑧))
94, 8mpd 15 . . . 4 (𝐴 ∈ ℝ → ∃𝑧 ∈ ℤ 𝐴𝑧)
10 rabn0 4388 . . . 4 ({𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧} ≠ ∅ ↔ ∃𝑧 ∈ ℤ 𝐴𝑧)
119, 10sylibr 234 . . 3 (𝐴 ∈ ℝ → {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧} ≠ ∅)
12 breq2 5146 . . . . . 6 (𝑧 = 𝑛 → (𝐴𝑧𝐴𝑛))
1312cbvrabv 3446 . . . . 5 {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧} = {𝑛 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑛}
1413eqimssi 4043 . . . 4 {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧} ⊆ {𝑛 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑛}
15 uzwo3 12986 . . . 4 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ ({𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧} ⊆ {𝑛 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑛} ∧ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧} ≠ ∅)) → ∃!𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧}∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧}𝑥𝑦)
1614, 15mpanr1 703 . . 3 ((𝐴 ∈ ℝ ∧ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧} ≠ ∅) → ∃!𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧}∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧}𝑥𝑦)
1711, 16mpdan 687 . 2 (𝐴 ∈ ℝ → ∃!𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧}∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧}𝑥𝑦)
18 breq2 5146 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝑥 → (𝐴𝑧𝐴𝑥))
1918elrab 3691 . . . . . 6 (𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧} ↔ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝐴𝑥))
20 breq2 5146 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝑦 → (𝐴𝑧𝐴𝑦))
2120ralrab 3698 . . . . . 6 (∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧}𝑥𝑦 ↔ ∀𝑦 ∈ ℤ (𝐴𝑦𝑥𝑦))
2219, 21anbi12i 628 . . . . 5 ((𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧} ∧ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧}𝑥𝑦) ↔ ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝐴𝑥) ∧ ∀𝑦 ∈ ℤ (𝐴𝑦𝑥𝑦)))
23 anass 468 . . . . 5 (((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝐴𝑥) ∧ ∀𝑦 ∈ ℤ (𝐴𝑦𝑥𝑦)) ↔ (𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝐴𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ ℤ (𝐴𝑦𝑥𝑦))))
2422, 23bitri 275 . . . 4 ((𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧} ∧ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧}𝑥𝑦) ↔ (𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝐴𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ ℤ (𝐴𝑦𝑥𝑦))))
2524eubii 2584 . . 3 (∃!𝑥(𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧} ∧ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧}𝑥𝑦) ↔ ∃!𝑥(𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝐴𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ ℤ (𝐴𝑦𝑥𝑦))))
26 df-reu 3380 . . 3 (∃!𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧}∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧}𝑥𝑦 ↔ ∃!𝑥(𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧} ∧ ∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧}𝑥𝑦))
27 df-reu 3380 . . 3 (∃!𝑥 ∈ ℤ (𝐴𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ ℤ (𝐴𝑦𝑥𝑦)) ↔ ∃!𝑥(𝑥 ∈ ℤ ∧ (𝐴𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ ℤ (𝐴𝑦𝑥𝑦))))
2825, 26, 273bitr4i 303 . 2 (∃!𝑥 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧}∀𝑦 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝐴𝑧}𝑥𝑦 ↔ ∃!𝑥 ∈ ℤ (𝐴𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ ℤ (𝐴𝑦𝑥𝑦)))
2917, 28sylib 218 1 (𝐴 ∈ ℝ → ∃!𝑥 ∈ ℤ (𝐴𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ ℤ (𝐴𝑦𝑥𝑦)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  wcel 2107  ∃!weu 2567  wne 2939  wral 3060  wrex 3069  ∃!wreu 3377  {crab 3435  wss 3950  c0 4332   class class class wbr 5142  cr 11155   < clt 11296  cle 11297  cn 12267  cz 12615
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1909  ax-6 1966  ax-7 2006  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2140  ax-11 2156  ax-12 2176  ax-ext 2707  ax-sep 5295  ax-nul 5305  ax-pow 5364  ax-pr 5431  ax-un 7756  ax-cnex 11212  ax-resscn 11213  ax-1cn 11214  ax-icn 11215  ax-addcl 11216  ax-addrcl 11217  ax-mulcl 11218  ax-mulrcl 11219  ax-mulcom 11220  ax-addass 11221  ax-mulass 11222  ax-distr 11223  ax-i2m1 11224  ax-1ne0 11225  ax-1rid 11226  ax-rnegex 11227  ax-rrecex 11228  ax-cnre 11229  ax-pre-lttri 11230  ax-pre-lttrn 11231  ax-pre-ltadd 11232  ax-pre-mulgt0 11233  ax-pre-sup 11234
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2064  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2815  df-nfc 2891  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3379  df-reu 3380  df-rab 3436  df-v 3481  df-sbc 3788  df-csb 3899  df-dif 3953  df-un 3955  df-in 3957  df-ss 3967  df-pss 3970  df-nul 4333  df-if 4525  df-pw 4601  df-sn 4626  df-pr 4628  df-op 4632  df-uni 4907  df-iun 4992  df-br 5143  df-opab 5205  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5577  df-eprel 5583  df-po 5591  df-so 5592  df-fr 5636  df-we 5638  df-xp 5690  df-rel 5691  df-cnv 5692  df-co 5693  df-dm 5694  df-rn 5695  df-res 5696  df-ima 5697  df-pred 6320  df-ord 6386  df-on 6387  df-lim 6388  df-suc 6389  df-iota 6513  df-fun 6562  df-fn 6563  df-f 6564  df-f1 6565  df-fo 6566  df-f1o 6567  df-fv 6568  df-riota 7389  df-ov 7435  df-oprab 7436  df-mpo 7437  df-om 7889  df-2nd 8016  df-frecs 8307  df-wrecs 8338  df-recs 8412  df-rdg 8451  df-er 8746  df-en 8987  df-dom 8988  df-sdom 8989  df-sup 9483  df-inf 9484  df-pnf 11298  df-mnf 11299  df-xr 11300  df-ltxr 11301  df-le 11302  df-sub 11495  df-neg 11496  df-nn 12268  df-n0 12529  df-z 12616  df-uz 12880
This theorem is referenced by:  zmax  12988  zbtwnre  12989
  Copyright terms: Public domain W3C validator