Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  fimaxre3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fimaxre3 11171
 Description: A nonempty finite set of real numbers has a maximum (image set version). (Contributed by Mario Carneiro, 13-Feb-2014.)
Assertion
Ref Expression
fimaxre3 ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝐵𝑥)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐴   𝑥,𝐵
Allowed substitution hint:   𝐵(𝑦)

Proof of Theorem fimaxre3
Dummy variables 𝑤 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 r19.29 3219 . . . . . 6 ((∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ ∧ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵) → ∃𝑦𝐴 (𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑧 = 𝐵))
2 eleq1 2837 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝐵 → (𝑧 ∈ ℝ ↔ 𝐵 ∈ ℝ))
32biimparc 465 . . . . . . 7 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑧 = 𝐵) → 𝑧 ∈ ℝ)
43rexlimivw 3176 . . . . . 6 (∃𝑦𝐴 (𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑧 = 𝐵) → 𝑧 ∈ ℝ)
51, 4syl 17 . . . . 5 ((∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ ∧ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵) → 𝑧 ∈ ℝ)
65ex 397 . . . 4 (∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ → (∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵𝑧 ∈ ℝ))
76abssdv 3823 . . 3 (∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ → {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵} ⊆ ℝ)
8 abrexfi 8421 . . 3 (𝐴 ∈ Fin → {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵} ∈ Fin)
9 fimaxre2 11170 . . 3 (({𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵} ⊆ ℝ ∧ {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵} ∈ Fin) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤 ∈ {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵}𝑤𝑥)
107, 8, 9syl2anr 576 . 2 ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤 ∈ {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵}𝑤𝑥)
11 r19.23v 3170 . . . . . . 7 (∀𝑦𝐴 (𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ (∃𝑦𝐴 𝑤 = 𝐵𝑤𝑥))
1211albii 1894 . . . . . 6 (∀𝑤𝑦𝐴 (𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ ∀𝑤(∃𝑦𝐴 𝑤 = 𝐵𝑤𝑥))
13 ralcom4 3373 . . . . . 6 (∀𝑦𝐴𝑤(𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ ∀𝑤𝑦𝐴 (𝑤 = 𝐵𝑤𝑥))
14 eqeq1 2774 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝑤 → (𝑧 = 𝐵𝑤 = 𝐵))
1514rexbidv 3199 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝑤 → (∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵 ↔ ∃𝑦𝐴 𝑤 = 𝐵))
1615ralab 3517 . . . . . 6 (∀𝑤 ∈ {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵}𝑤𝑥 ↔ ∀𝑤(∃𝑦𝐴 𝑤 = 𝐵𝑤𝑥))
1712, 13, 163bitr4i 292 . . . . 5 (∀𝑦𝐴𝑤(𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ ∀𝑤 ∈ {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵}𝑤𝑥)
18 nfv 1994 . . . . . . . 8 𝑤 𝐵𝑥
19 breq1 4787 . . . . . . . 8 (𝑤 = 𝐵 → (𝑤𝑥𝐵𝑥))
2018, 19ceqsalg 3379 . . . . . . 7 (𝐵 ∈ ℝ → (∀𝑤(𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ 𝐵𝑥))
2120ralimi 3100 . . . . . 6 (∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ → ∀𝑦𝐴 (∀𝑤(𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ 𝐵𝑥))
22 ralbi 3215 . . . . . 6 (∀𝑦𝐴 (∀𝑤(𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ 𝐵𝑥) → (∀𝑦𝐴𝑤(𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ ∀𝑦𝐴 𝐵𝑥))
2321, 22syl 17 . . . . 5 (∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ → (∀𝑦𝐴𝑤(𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ ∀𝑦𝐴 𝐵𝑥))
2417, 23syl5bbr 274 . . . 4 (∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ → (∀𝑤 ∈ {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵}𝑤𝑥 ↔ ∀𝑦𝐴 𝐵𝑥))
2524rexbidv 3199 . . 3 (∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ → (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤 ∈ {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵}𝑤𝑥 ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝐵𝑥))
2625adantl 467 . 2 ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ) → (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤 ∈ {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵}𝑤𝑥 ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝐵𝑥))
2710, 26mpbid 222 1 ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝐵𝑥)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 382  ∀wal 1628   = wceq 1630   ∈ wcel 2144  {cab 2756  ∀wral 3060  ∃wrex 3061   ⊆ wss 3721   class class class wbr 4784  Fincfn 8108  ℝcr 10136   ≤ cle 10276 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1869  ax-4 1884  ax-5 1990  ax-6 2056  ax-7 2092  ax-8 2146  ax-9 2153  ax-10 2173  ax-11 2189  ax-12 2202  ax-13 2407  ax-ext 2750  ax-sep 4912  ax-nul 4920  ax-pow 4971  ax-pr 5034  ax-un 7095  ax-resscn 10194  ax-1cn 10195  ax-icn 10196  ax-addcl 10197  ax-addrcl 10198  ax-mulcl 10199  ax-mulrcl 10200  ax-i2m1 10205  ax-1ne0 10206  ax-rnegex 10208  ax-rrecex 10209  ax-cnre 10210  ax-pre-lttri 10211  ax-pre-lttrn 10212 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 827  df-3or 1071  df-3an 1072  df-tru 1633  df-ex 1852  df-nf 1857  df-sb 2049  df-eu 2621  df-mo 2622  df-clab 2757  df-cleq 2763  df-clel 2766  df-nfc 2901  df-ne 2943  df-nel 3046  df-ral 3065  df-rex 3066  df-reu 3067  df-rab 3069  df-v 3351  df-sbc 3586  df-csb 3681  df-dif 3724  df-un 3726  df-in 3728  df-ss 3735  df-pss 3737  df-nul 4062  df-if 4224  df-pw 4297  df-sn 4315  df-pr 4317  df-tp 4319  df-op 4321  df-uni 4573  df-int 4610  df-iun 4654  df-br 4785  df-opab 4845  df-mpt 4862  df-tr 4885  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-ov 6795  df-oprab 6796  df-mpt2 6797  df-om 7212  df-1st 7314  df-2nd 7315  df-wrecs 7558  df-recs 7620  df-rdg 7658  df-1o 7712  df-oadd 7716  df-er 7895  df-en 8109  df-dom 8110  df-sdom 8111  df-fin 8112  df-pnf 10277  df-mnf 10278  df-xr 10279  df-ltxr 10280  df-le 10281 This theorem is referenced by:  fsequb  12981  fsequb2  12982  caubnd  14305  limsupgre  14419  vdwnnlem3  15907  cnheibor  22973  bndth  22976  ovoliunlem2  23490  dchrisum  25401  ssfiunibd  40034  fimaxre4  40135  uzublem  40167  fourierdlem70  40904  fourierdlem71  40905  fourierdlem80  40914
 Copyright terms: Public domain W3C validator