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

Theorem supcvg 14808
Description: Extract a sequence 𝑓 in 𝑋 such that the image of the points in the bounded set 𝐴 converges to the supremum 𝑆 of the set. Similar to Equation 4 of [Kreyszig] p. 144. The proof uses countable choice ax-cc 9470. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Feb-2013.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 26-Apr-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
supcvg.1 𝑋 ∈ V
supcvg.2 𝑆 = sup(𝐴, ℝ, < )
supcvg.3 𝑅 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑆 − (1 / 𝑛)))
supcvg.4 (𝜑𝑋 ≠ ∅)
supcvg.5 (𝜑𝐹:𝑋onto𝐴)
supcvg.6 (𝜑𝐴 ⊆ ℝ)
supcvg.7 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥)
Assertion
Ref Expression
supcvg (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:ℕ⟶𝑋 ∧ (𝐹𝑓) ⇝ 𝑆))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑓,𝐹   𝑓,𝑛,𝜑   𝑅,𝑓,𝑥   𝑓,𝑋,𝑥   𝑥,𝑦,𝐴   𝑆,𝑛
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦)   𝐴(𝑓,𝑛)   𝑅(𝑦,𝑛)   𝑆(𝑥,𝑦,𝑓)   𝐹(𝑦,𝑛)   𝑋(𝑦,𝑛)

Proof of Theorem supcvg
Dummy variables 𝑘 𝑚 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq2 6823 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 = 𝑘 → (1 / 𝑛) = (1 / 𝑘))
21oveq2d 6831 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 = 𝑘 → (𝑆 − (1 / 𝑛)) = (𝑆 − (1 / 𝑘)))
3 supcvg.3 . . . . . . . . . . 11 𝑅 = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑆 − (1 / 𝑛)))
4 ovex 6843 . . . . . . . . . . 11 (𝑆 − (1 / 𝑘)) ∈ V
52, 3, 4fvmpt 6446 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ → (𝑅𝑘) = (𝑆 − (1 / 𝑘)))
65adantl 473 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝑅𝑘) = (𝑆 − (1 / 𝑘)))
7 supcvg.2 . . . . . . . . . . 11 𝑆 = sup(𝐴, ℝ, < )
8 supcvg.6 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐴 ⊆ ℝ)
9 supcvg.4 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝑋 ≠ ∅)
10 supcvg.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑𝐹:𝑋onto𝐴)
11 fof 6278 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝐹:𝑋onto𝐴𝐹:𝑋𝐴)
1210, 11syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑𝐹:𝑋𝐴)
13 feq3 6190 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐴 = ∅ → (𝐹:𝑋𝐴𝐹:𝑋⟶∅))
1412, 13syl5ibcom 235 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → (𝐴 = ∅ → 𝐹:𝑋⟶∅))
15 f00 6249 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐹:𝑋⟶∅ ↔ (𝐹 = ∅ ∧ 𝑋 = ∅))
1615simprbi 483 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐹:𝑋⟶∅ → 𝑋 = ∅)
1714, 16syl6 35 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝐴 = ∅ → 𝑋 = ∅))
1817necon3d 2954 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝑋 ≠ ∅ → 𝐴 ≠ ∅))
199, 18mpd 15 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐴 ≠ ∅)
20 supcvg.7 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥)
218, 19, 203jca 1123 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥))
22 suprcl 11196 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥) → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ ℝ)
2321, 22syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → sup(𝐴, ℝ, < ) ∈ ℝ)
247, 23syl5eqel 2844 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑆 ∈ ℝ)
25 nnrp 12056 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ → 𝑘 ∈ ℝ+)
2625rpreccld 12096 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ ℕ → (1 / 𝑘) ∈ ℝ+)
27 ltsubrp 12080 . . . . . . . . . 10 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (1 / 𝑘) ∈ ℝ+) → (𝑆 − (1 / 𝑘)) < 𝑆)
2824, 26, 27syl2an 495 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝑆 − (1 / 𝑘)) < 𝑆)
296, 28eqbrtrd 4827 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝑅𝑘) < 𝑆)
3029, 7syl6breq 4846 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝑅𝑘) < sup(𝐴, ℝ, < ))
3121adantr 472 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥))
32 nnrecre 11270 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ → (1 / 𝑛) ∈ ℝ)
33 resubcl 10558 . . . . . . . . . . 11 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (1 / 𝑛) ∈ ℝ) → (𝑆 − (1 / 𝑛)) ∈ ℝ)
3424, 32, 33syl2an 495 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑛 ∈ ℕ) → (𝑆 − (1 / 𝑛)) ∈ ℝ)
3534, 3fmptd 6550 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑅:ℕ⟶ℝ)
3635ffvelrnda 6524 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝑅𝑘) ∈ ℝ)
37 suprlub 11200 . . . . . . . 8 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥) ∧ (𝑅𝑘) ∈ ℝ) → ((𝑅𝑘) < sup(𝐴, ℝ, < ) ↔ ∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) < 𝑧))
3831, 36, 37syl2anc 696 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑅𝑘) < sup(𝐴, ℝ, < ) ↔ ∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) < 𝑧))
3930, 38mpbid 222 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) < 𝑧)
4036adantr 472 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑧𝐴) → (𝑅𝑘) ∈ ℝ)
418adantr 472 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 𝐴 ⊆ ℝ)
4241sselda 3745 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑧𝐴) → 𝑧 ∈ ℝ)
43 ltle 10339 . . . . . . . 8 (((𝑅𝑘) ∈ ℝ ∧ 𝑧 ∈ ℝ) → ((𝑅𝑘) < 𝑧 → (𝑅𝑘) ≤ 𝑧))
4440, 42, 43syl2anc 696 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘 ∈ ℕ) ∧ 𝑧𝐴) → ((𝑅𝑘) < 𝑧 → (𝑅𝑘) ≤ 𝑧))
4544reximdva 3156 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) < 𝑧 → ∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) ≤ 𝑧))
4639, 45mpd 15 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) ≤ 𝑧)
47 forn 6281 . . . . . . . . 9 (𝐹:𝑋onto𝐴 → ran 𝐹 = 𝐴)
4810, 47syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → ran 𝐹 = 𝐴)
4948rexeqdv 3285 . . . . . . 7 (𝜑 → (∃𝑧 ∈ ran 𝐹(𝑅𝑘) ≤ 𝑧 ↔ ∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) ≤ 𝑧))
50 ffn 6207 . . . . . . . 8 (𝐹:𝑋𝐴𝐹 Fn 𝑋)
51 breq2 4809 . . . . . . . . 9 (𝑧 = (𝐹𝑥) → ((𝑅𝑘) ≤ 𝑧 ↔ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥)))
5251rexrn 6526 . . . . . . . 8 (𝐹 Fn 𝑋 → (∃𝑧 ∈ ran 𝐹(𝑅𝑘) ≤ 𝑧 ↔ ∃𝑥𝑋 (𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥)))
5312, 50, 523syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (∃𝑧 ∈ ran 𝐹(𝑅𝑘) ≤ 𝑧 ↔ ∃𝑥𝑋 (𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥)))
5449, 53bitr3d 270 . . . . . 6 (𝜑 → (∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) ≤ 𝑧 ↔ ∃𝑥𝑋 (𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥)))
5554adantr 472 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (∃𝑧𝐴 (𝑅𝑘) ≤ 𝑧 ↔ ∃𝑥𝑋 (𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥)))
5646, 55mpbid 222 . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ∃𝑥𝑋 (𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥))
5756ralrimiva 3105 . . 3 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ ℕ ∃𝑥𝑋 (𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥))
58 supcvg.1 . . . 4 𝑋 ∈ V
59 nnenom 12994 . . . 4 ℕ ≈ ω
60 fveq2 6354 . . . . 5 (𝑥 = (𝑓𝑘) → (𝐹𝑥) = (𝐹‘(𝑓𝑘)))
6160breq2d 4817 . . . 4 (𝑥 = (𝑓𝑘) → ((𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥) ↔ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))))
6258, 59, 61axcc4 9474 . . 3 (∀𝑘 ∈ ℕ ∃𝑥𝑋 (𝑅𝑘) ≤ (𝐹𝑥) → ∃𝑓(𝑓:ℕ⟶𝑋 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))))
6357, 62syl 17 . 2 (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:ℕ⟶𝑋 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))))
64 nnuz 11937 . . . . . 6 ℕ = (ℤ‘1)
65 1zzd 11621 . . . . . 6 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → 1 ∈ ℤ)
66 1zzd 11621 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
6724recnd 10281 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑆 ∈ ℂ)
68 1z 11620 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℤ
6964eqimss2i 3802 . . . . . . . . . . 11 (ℤ‘1) ⊆ ℕ
70 nnex 11239 . . . . . . . . . . 11 ℕ ∈ V
7169, 70climconst2 14499 . . . . . . . . . 10 ((𝑆 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℤ) → (ℕ × {𝑆}) ⇝ 𝑆)
7267, 68, 71sylancl 697 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (ℕ × {𝑆}) ⇝ 𝑆)
7370mptex 6652 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (𝑆 − (1 / 𝑛))) ∈ V
743, 73eqeltri 2836 . . . . . . . . . 10 𝑅 ∈ V
7574a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑅 ∈ V)
76 ax-1cn 10207 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℂ
77 divcnv 14805 . . . . . . . . . 10 (1 ∈ ℂ → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛)) ⇝ 0)
7876, 77mp1i 13 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛)) ⇝ 0)
79 fvconst2g 6633 . . . . . . . . . . 11 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℕ) → ((ℕ × {𝑆})‘𝑘) = 𝑆)
8024, 79sylan 489 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((ℕ × {𝑆})‘𝑘) = 𝑆)
8167adantr 472 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → 𝑆 ∈ ℂ)
8280, 81eqeltrd 2840 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((ℕ × {𝑆})‘𝑘) ∈ ℂ)
83 eqid 2761 . . . . . . . . . . . 12 (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛)) = (𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛))
84 ovex 6843 . . . . . . . . . . . 12 (1 / 𝑘) ∈ V
851, 83, 84fvmpt 6446 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛))‘𝑘) = (1 / 𝑘))
8685adantl 473 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛))‘𝑘) = (1 / 𝑘))
87 nnrecre 11270 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 ∈ ℕ → (1 / 𝑘) ∈ ℝ)
8887recnd 10281 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 ∈ ℕ → (1 / 𝑘) ∈ ℂ)
8988adantl 473 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (1 / 𝑘) ∈ ℂ)
9086, 89eqeltrd 2840 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛))‘𝑘) ∈ ℂ)
9180, 86oveq12d 6833 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (((ℕ × {𝑆})‘𝑘) − ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛))‘𝑘)) = (𝑆 − (1 / 𝑘)))
926, 91eqtr4d 2798 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝑅𝑘) = (((ℕ × {𝑆})‘𝑘) − ((𝑛 ∈ ℕ ↦ (1 / 𝑛))‘𝑘)))
9364, 66, 72, 75, 78, 82, 90, 92climsub 14584 . . . . . . . 8 (𝜑𝑅 ⇝ (𝑆 − 0))
9467subid1d 10594 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑆 − 0) = 𝑆)
9593, 94breqtrd 4831 . . . . . . 7 (𝜑𝑅𝑆)
9695ad2antrr 764 . . . . . 6 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → 𝑅𝑆)
9712ad2antrr 764 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → 𝐹:𝑋𝐴)
98 fex 6655 . . . . . . . 8 ((𝐹:𝑋𝐴𝑋 ∈ V) → 𝐹 ∈ V)
9997, 58, 98sylancl 697 . . . . . . 7 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → 𝐹 ∈ V)
100 vex 3344 . . . . . . 7 𝑓 ∈ V
101 coexg 7284 . . . . . . 7 ((𝐹 ∈ V ∧ 𝑓 ∈ V) → (𝐹𝑓) ∈ V)
10299, 100, 101sylancl 697 . . . . . 6 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → (𝐹𝑓) ∈ V)
10335ad2antrr 764 . . . . . . 7 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → 𝑅:ℕ⟶ℝ)
104103ffvelrnda 6524 . . . . . 6 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑅𝑚) ∈ ℝ)
10512, 8fssd 6219 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐹:𝑋⟶ℝ)
106 fco 6220 . . . . . . . . 9 ((𝐹:𝑋⟶ℝ ∧ 𝑓:ℕ⟶𝑋) → (𝐹𝑓):ℕ⟶ℝ)
107105, 106sylan 489 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) → (𝐹𝑓):ℕ⟶ℝ)
108107adantr 472 . . . . . . 7 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → (𝐹𝑓):ℕ⟶ℝ)
109108ffvelrnda 6524 . . . . . 6 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝐹𝑓)‘𝑚) ∈ ℝ)
110 fveq2 6354 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑚 → (𝑅𝑘) = (𝑅𝑚))
111 fveq2 6354 . . . . . . . . . . 11 (𝑘 = 𝑚 → (𝑓𝑘) = (𝑓𝑚))
112111fveq2d 6358 . . . . . . . . . 10 (𝑘 = 𝑚 → (𝐹‘(𝑓𝑘)) = (𝐹‘(𝑓𝑚)))
113110, 112breq12d 4818 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝑚 → ((𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘)) ↔ (𝑅𝑚) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑚))))
114113rspccva 3449 . . . . . . . 8 ((∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘)) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑅𝑚) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑚)))
115114adantll 752 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑅𝑚) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑚)))
116 simplr 809 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → 𝑓:ℕ⟶𝑋)
117 fvco3 6439 . . . . . . . 8 ((𝑓:ℕ⟶𝑋𝑚 ∈ ℕ) → ((𝐹𝑓)‘𝑚) = (𝐹‘(𝑓𝑚)))
118116, 117sylan 489 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝐹𝑓)‘𝑚) = (𝐹‘(𝑓𝑚)))
119115, 118breqtrrd 4833 . . . . . 6 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑅𝑚) ≤ ((𝐹𝑓)‘𝑚))
12021ad3antrrr 768 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥))
121116ffvelrnda 6524 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑓𝑚) ∈ 𝑋)
12297ffvelrnda 6524 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ (𝑓𝑚) ∈ 𝑋) → (𝐹‘(𝑓𝑚)) ∈ 𝐴)
123121, 122syldan 488 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝑓𝑚)) ∈ 𝐴)
124 suprub 11197 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝑦𝑥) ∧ (𝐹‘(𝑓𝑚)) ∈ 𝐴) → (𝐹‘(𝑓𝑚)) ≤ sup(𝐴, ℝ, < ))
125120, 123, 124syl2anc 696 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝑓𝑚)) ≤ sup(𝐴, ℝ, < ))
126125, 7syl6breqr 4847 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝐹‘(𝑓𝑚)) ≤ 𝑆)
127118, 126eqbrtrd 4827 . . . . . 6 ((((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → ((𝐹𝑓)‘𝑚) ≤ 𝑆)
12864, 65, 96, 102, 104, 109, 119, 127climsqz 14591 . . . . 5 (((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → (𝐹𝑓) ⇝ 𝑆)
129128ex 449 . . . 4 ((𝜑𝑓:ℕ⟶𝑋) → (∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘)) → (𝐹𝑓) ⇝ 𝑆))
130129imdistanda 731 . . 3 (𝜑 → ((𝑓:ℕ⟶𝑋 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → (𝑓:ℕ⟶𝑋 ∧ (𝐹𝑓) ⇝ 𝑆)))
131130eximdv 1996 . 2 (𝜑 → (∃𝑓(𝑓:ℕ⟶𝑋 ∧ ∀𝑘 ∈ ℕ (𝑅𝑘) ≤ (𝐹‘(𝑓𝑘))) → ∃𝑓(𝑓:ℕ⟶𝑋 ∧ (𝐹𝑓) ⇝ 𝑆)))
13263, 131mpd 15 1 (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:ℕ⟶𝑋 ∧ (𝐹𝑓) ⇝ 𝑆))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 383  w3a 1072   = wceq 1632  wex 1853  wcel 2140  wne 2933  wral 3051  wrex 3052  Vcvv 3341  wss 3716  c0 4059  {csn 4322   class class class wbr 4805  cmpt 4882   × cxp 5265  ran crn 5268  ccom 5271   Fn wfn 6045  wf 6046  ontowfo 6048  cfv 6050  (class class class)co 6815  supcsup 8514  cc 10147  cr 10148  0cc0 10149  1c1 10150   < clt 10287  cle 10288  cmin 10479   / cdiv 10897  cn 11233  cz 11590  cuz 11900  +crp 12046  cli 14435
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1989  ax-6 2055  ax-7 2091  ax-8 2142  ax-9 2149  ax-10 2169  ax-11 2184  ax-12 2197  ax-13 2392  ax-ext 2741  ax-rep 4924  ax-sep 4934  ax-nul 4942  ax-pow 4993  ax-pr 5056  ax-un 7116  ax-inf2 8714  ax-cc 9470  ax-cnex 10205  ax-resscn 10206  ax-1cn 10207  ax-icn 10208  ax-addcl 10209  ax-addrcl 10210  ax-mulcl 10211  ax-mulrcl 10212  ax-mulcom 10213  ax-addass 10214  ax-mulass 10215  ax-distr 10216  ax-i2m1 10217  ax-1ne0 10218  ax-1rid 10219  ax-rnegex 10220  ax-rrecex 10221  ax-cnre 10222  ax-pre-lttri 10223  ax-pre-lttrn 10224  ax-pre-ltadd 10225  ax-pre-mulgt0 10226  ax-pre-sup 10227
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2048  df-eu 2612  df-mo 2613  df-clab 2748  df-cleq 2754  df-clel 2757  df-nfc 2892  df-ne 2934  df-nel 3037  df-ral 3056  df-rex 3057  df-reu 3058  df-rmo 3059  df-rab 3060  df-v 3343  df-sbc 3578  df-csb 3676  df-dif 3719  df-un 3721  df-in 3723  df-ss 3730  df-pss 3732  df-nul 4060  df-if 4232  df-pw 4305  df-sn 4323  df-pr 4325  df-tp 4327  df-op 4329  df-uni 4590  df-iun 4675  df-br 4806  df-opab 4866  df-mpt 4883  df-tr 4906  df-id 5175  df-eprel 5180  df-po 5188  df-so 5189  df-fr 5226  df-we 5228  df-xp 5273  df-rel 5274  df-cnv 5275  df-co 5276  df-dm 5277  df-rn 5278  df-res 5279  df-ima 5280  df-pred 5842  df-ord 5888  df-on 5889  df-lim 5890  df-suc 5891  df-iota 6013  df-fun 6052  df-fn 6053  df-f 6054  df-f1 6055  df-fo 6056  df-f1o 6057  df-fv 6058  df-riota 6776  df-ov 6818  df-oprab 6819  df-mpt2 6820  df-om 7233  df-2nd 7336  df-wrecs 7578  df-recs 7639  df-rdg 7677  df-er 7914  df-pm 8029  df-en 8125  df-dom 8126  df-sdom 8127  df-sup 8516  df-inf 8517  df-pnf 10289  df-mnf 10290  df-xr 10291  df-ltxr 10292  df-le 10293  df-sub 10481  df-neg 10482  df-div 10898  df-nn 11234  df-2 11292  df-3 11293  df-n0 11506  df-z 11591  df-uz 11901  df-rp 12047  df-fl 12808  df-seq 13017  df-exp 13076  df-cj 14059  df-re 14060  df-im 14061  df-sqrt 14195  df-abs 14196  df-clim 14439  df-rlim 14440
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator