Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  ssnnssfz Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ssnnssfz 29677
Description: For any finite subset of , find a superset in the form of a set of sequential integers. (Contributed by Thierry Arnoux, 13-Sep-2017.)
Assertion
Ref Expression
ssnnssfz (𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝐴 ⊆ (1...𝑛))
Distinct variable group:   𝐴,𝑛

Proof of Theorem ssnnssfz
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 1nn 11069 . . 3 1 ∈ ℕ
2 simpr 476 . . . 4 ((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 = ∅) → 𝐴 = ∅)
3 0ss 4005 . . . 4 ∅ ⊆ (1...1)
42, 3syl6eqss 3688 . . 3 ((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 = ∅) → 𝐴 ⊆ (1...1))
5 oveq2 6698 . . . . 5 (𝑛 = 1 → (1...𝑛) = (1...1))
65sseq2d 3666 . . . 4 (𝑛 = 1 → (𝐴 ⊆ (1...𝑛) ↔ 𝐴 ⊆ (1...1)))
76rspcev 3340 . . 3 ((1 ∈ ℕ ∧ 𝐴 ⊆ (1...1)) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝐴 ⊆ (1...𝑛))
81, 4, 7sylancr 696 . 2 ((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 = ∅) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝐴 ⊆ (1...𝑛))
9 elin 3829 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ↔ (𝐴 ∈ 𝒫 ℕ ∧ 𝐴 ∈ Fin))
109simplbi 475 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) → 𝐴 ∈ 𝒫 ℕ)
1110adantr 480 . . . . 5 ((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → 𝐴 ∈ 𝒫 ℕ)
1211elpwid 4203 . . . 4 ((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → 𝐴 ⊆ ℕ)
13 nnssre 11062 . . . . . . 7 ℕ ⊆ ℝ
14 ltso 10156 . . . . . . 7 < Or ℝ
15 soss 5082 . . . . . . 7 (ℕ ⊆ ℝ → ( < Or ℝ → < Or ℕ))
1613, 14, 15mp2 9 . . . . . 6 < Or ℕ
1716a1i 11 . . . . 5 ((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → < Or ℕ)
189simprbi 479 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) → 𝐴 ∈ Fin)
1918adantr 480 . . . . 5 ((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → 𝐴 ∈ Fin)
20 simpr 476 . . . . 5 ((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → 𝐴 ≠ ∅)
21 fisupcl 8416 . . . . 5 (( < Or ℕ ∧ (𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ 𝐴 ⊆ ℕ)) → sup(𝐴, ℕ, < ) ∈ 𝐴)
2217, 19, 20, 12, 21syl13anc 1368 . . . 4 ((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → sup(𝐴, ℕ, < ) ∈ 𝐴)
2312, 22sseldd 3637 . . 3 ((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → sup(𝐴, ℕ, < ) ∈ ℕ)
2412sselda 3636 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑥 ∈ ℕ)
25 nnuz 11761 . . . . . . 7 ℕ = (ℤ‘1)
2624, 25syl6eleq 2740 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑥 ∈ (ℤ‘1))
2724nnzd 11519 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑥 ∈ ℤ)
2812adantr 480 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐴 ⊆ ℕ)
2922adantr 480 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥𝐴) → sup(𝐴, ℕ, < ) ∈ 𝐴)
3028, 29sseldd 3637 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥𝐴) → sup(𝐴, ℕ, < ) ∈ ℕ)
3130nnzd 11519 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥𝐴) → sup(𝐴, ℕ, < ) ∈ ℤ)
32 fisup2g 8415 . . . . . . . . . . . 12 (( < Or ℕ ∧ (𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ 𝐴 ⊆ ℕ)) → ∃𝑥𝐴 (∀𝑦𝐴 ¬ 𝑥 < 𝑦 ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ (𝑦 < 𝑥 → ∃𝑧𝐴 𝑦 < 𝑧)))
3317, 19, 20, 12, 32syl13anc 1368 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∃𝑥𝐴 (∀𝑦𝐴 ¬ 𝑥 < 𝑦 ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ (𝑦 < 𝑥 → ∃𝑧𝐴 𝑦 < 𝑧)))
34 ssrexv 3700 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ⊆ ℕ → (∃𝑥𝐴 (∀𝑦𝐴 ¬ 𝑥 < 𝑦 ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ (𝑦 < 𝑥 → ∃𝑧𝐴 𝑦 < 𝑧)) → ∃𝑥 ∈ ℕ (∀𝑦𝐴 ¬ 𝑥 < 𝑦 ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ (𝑦 < 𝑥 → ∃𝑧𝐴 𝑦 < 𝑧))))
3512, 33, 34sylc 65 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ ℕ (∀𝑦𝐴 ¬ 𝑥 < 𝑦 ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ (𝑦 < 𝑥 → ∃𝑧𝐴 𝑦 < 𝑧)))
3617, 35supub 8406 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (𝑥𝐴 → ¬ sup(𝐴, ℕ, < ) < 𝑥))
3736imp 444 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥𝐴) → ¬ sup(𝐴, ℕ, < ) < 𝑥)
3824nnred 11073 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑥 ∈ ℝ)
3930nnred 11073 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥𝐴) → sup(𝐴, ℕ, < ) ∈ ℝ)
4038, 39lenltd 10221 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥𝐴) → (𝑥 ≤ sup(𝐴, ℕ, < ) ↔ ¬ sup(𝐴, ℕ, < ) < 𝑥))
4137, 40mpbird 247 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑥 ≤ sup(𝐴, ℕ, < ))
42 eluz2 11731 . . . . . . 7 (sup(𝐴, ℕ, < ) ∈ (ℤ𝑥) ↔ (𝑥 ∈ ℤ ∧ sup(𝐴, ℕ, < ) ∈ ℤ ∧ 𝑥 ≤ sup(𝐴, ℕ, < )))
4327, 31, 41, 42syl3anbrc 1265 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥𝐴) → sup(𝐴, ℕ, < ) ∈ (ℤ𝑥))
44 eluzfz 12375 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ (ℤ‘1) ∧ sup(𝐴, ℕ, < ) ∈ (ℤ𝑥)) → 𝑥 ∈ (1...sup(𝐴, ℕ, < )))
4526, 43, 44syl2anc 694 . . . . 5 (((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑥 ∈ (1...sup(𝐴, ℕ, < )))
4645ex 449 . . . 4 ((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (𝑥𝐴𝑥 ∈ (1...sup(𝐴, ℕ, < ))))
4746ssrdv 3642 . . 3 ((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → 𝐴 ⊆ (1...sup(𝐴, ℕ, < )))
48 oveq2 6698 . . . . 5 (𝑛 = sup(𝐴, ℕ, < ) → (1...𝑛) = (1...sup(𝐴, ℕ, < )))
4948sseq2d 3666 . . . 4 (𝑛 = sup(𝐴, ℕ, < ) → (𝐴 ⊆ (1...𝑛) ↔ 𝐴 ⊆ (1...sup(𝐴, ℕ, < ))))
5049rspcev 3340 . . 3 ((sup(𝐴, ℕ, < ) ∈ ℕ ∧ 𝐴 ⊆ (1...sup(𝐴, ℕ, < ))) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝐴 ⊆ (1...𝑛))
5123, 47, 50syl2anc 694 . 2 ((𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝐴 ⊆ (1...𝑛))
528, 51pm2.61dane 2910 1 (𝐴 ∈ (𝒫 ℕ ∩ Fin) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝐴 ⊆ (1...𝑛))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 383   = wceq 1523  wcel 2030  wne 2823  wral 2941  wrex 2942  cin 3606  wss 3607  c0 3948  𝒫 cpw 4191   class class class wbr 4685   Or wor 5063  cfv 5926  (class class class)co 6690  Fincfn 7997  supcsup 8387  cr 9973  1c1 9975   < clt 10112  cle 10113  cn 11058  cz 11415  cuz 11725  ...cfz 12364
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-er 7787  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-sup 8389  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-nn 11059  df-n0 11331  df-z 11416  df-uz 11726  df-fz 12365
This theorem is referenced by:  esumfsup  30260  esumpcvgval  30268
  Copyright terms: Public domain W3C validator