MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  btwnz Structured version   Unicode version

Theorem btwnz 10973
Description: Any real number can be sandwiched between two integers. Exercise 2 of [Apostol] p. 28. (Contributed by NM, 10-Nov-2004.)
Assertion
Ref Expression
btwnz  |-  ( A  e.  RR  ->  ( E. x  e.  ZZ  x  <  A  /\  E. y  e.  ZZ  A  <  y ) )
Distinct variable groups:    x, A    y, A

Proof of Theorem btwnz
Dummy variable  z is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 renegcl 9887 . . . 4  |-  ( A  e.  RR  ->  -u A  e.  RR )
2 arch 10799 . . . 4  |-  ( -u A  e.  RR  ->  E. z  e.  NN  -u A  <  z )
31, 2syl 16 . . 3  |-  ( A  e.  RR  ->  E. z  e.  NN  -u A  <  z
)
4 nnre 10550 . . . . . . . 8  |-  ( z  e.  NN  ->  z  e.  RR )
5 ltnegcon1 10060 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e.  RR  /\  z  e.  RR )  ->  ( -u A  < 
z  <->  -u z  <  A
) )
65ex 434 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  RR  ->  (
z  e.  RR  ->  (
-u A  <  z  <->  -u z  <  A ) ) )
74, 6syl5 32 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  RR  ->  (
z  e.  NN  ->  (
-u A  <  z  <->  -u z  <  A ) ) )
87pm5.32d 639 . . . . . 6  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( z  e.  NN  /\  -u A  <  z )  <-> 
( z  e.  NN  /\  -u z  <  A ) ) )
9 nnnegz 10874 . . . . . . 7  |-  ( z  e.  NN  ->  -u z  e.  ZZ )
10 breq1 4440 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  -u z  ->  (
x  <  A  <->  -u z  < 
A ) )
1110rspcev 3196 . . . . . . 7  |-  ( (
-u z  e.  ZZ  /\  -u z  <  A )  ->  E. x  e.  ZZ  x  <  A )
129, 11sylan 471 . . . . . 6  |-  ( ( z  e.  NN  /\  -u z  <  A )  ->  E. x  e.  ZZ  x  <  A )
138, 12syl6bi 228 . . . . 5  |-  ( A  e.  RR  ->  (
( z  e.  NN  /\  -u A  <  z )  ->  E. x  e.  ZZ  x  <  A ) )
1413expd 436 . . . 4  |-  ( A  e.  RR  ->  (
z  e.  NN  ->  (
-u A  <  z  ->  E. x  e.  ZZ  x  <  A ) ) )
1514rexlimdv 2933 . . 3  |-  ( A  e.  RR  ->  ( E. z  e.  NN  -u A  <  z  ->  E. x  e.  ZZ  x  <  A ) )
163, 15mpd 15 . 2  |-  ( A  e.  RR  ->  E. x  e.  ZZ  x  <  A
)
17 arch 10799 . . 3  |-  ( A  e.  RR  ->  E. y  e.  NN  A  <  y
)
18 nnz 10893 . . . . 5  |-  ( y  e.  NN  ->  y  e.  ZZ )
1918anim1i 568 . . . 4  |-  ( ( y  e.  NN  /\  A  <  y )  -> 
( y  e.  ZZ  /\  A  <  y ) )
2019reximi2 2910 . . 3  |-  ( E. y  e.  NN  A  <  y  ->  E. y  e.  ZZ  A  <  y
)
2117, 20syl 16 . 2  |-  ( A  e.  RR  ->  E. y  e.  ZZ  A  <  y
)
2216, 21jca 532 1  |-  ( A  e.  RR  ->  ( E. x  e.  ZZ  x  <  A  /\  E. y  e.  ZZ  A  <  y ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    e. wcel 1804   E.wrex 2794   class class class wbr 4437   RRcr 9494    < clt 9631   -ucneg 9811   NNcn 10543   ZZcz 10871
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1605  ax-4 1618  ax-5 1691  ax-6 1734  ax-7 1776  ax-8 1806  ax-9 1808  ax-10 1823  ax-11 1828  ax-12 1840  ax-13 1985  ax-ext 2421  ax-sep 4558  ax-nul 4566  ax-pow 4615  ax-pr 4676  ax-un 6577  ax-resscn 9552  ax-1cn 9553  ax-icn 9554  ax-addcl 9555  ax-addrcl 9556  ax-mulcl 9557  ax-mulrcl 9558  ax-mulcom 9559  ax-addass 9560  ax-mulass 9561  ax-distr 9562  ax-i2m1 9563  ax-1ne0 9564  ax-1rid 9565  ax-rnegex 9566  ax-rrecex 9567  ax-cnre 9568  ax-pre-lttri 9569  ax-pre-lttrn 9570  ax-pre-ltadd 9571  ax-pre-mulgt0 9572  ax-pre-sup 9573
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 975  df-3an 976  df-tru 1386  df-ex 1600  df-nf 1604  df-sb 1727  df-eu 2272  df-mo 2273  df-clab 2429  df-cleq 2435  df-clel 2438  df-nfc 2593  df-ne 2640  df-nel 2641  df-ral 2798  df-rex 2799  df-reu 2800  df-rab 2802  df-v 3097  df-sbc 3314  df-csb 3421  df-dif 3464  df-un 3466  df-in 3468  df-ss 3475  df-pss 3477  df-nul 3771  df-if 3927  df-pw 3999  df-sn 4015  df-pr 4017  df-tp 4019  df-op 4021  df-uni 4235  df-iun 4317  df-br 4438  df-opab 4496  df-mpt 4497  df-tr 4531  df-eprel 4781  df-id 4785  df-po 4790  df-so 4791  df-fr 4828  df-we 4830  df-ord 4871  df-on 4872  df-lim 4873  df-suc 4874  df-xp 4995  df-rel 4996  df-cnv 4997  df-co 4998  df-dm 4999  df-rn 5000  df-res 5001  df-ima 5002  df-iota 5541  df-fun 5580  df-fn 5581  df-f 5582  df-f1 5583  df-fo 5584  df-f1o 5585  df-fv 5586  df-riota 6242  df-ov 6284  df-oprab 6285  df-mpt2 6286  df-om 6686  df-recs 7044  df-rdg 7078  df-er 7313  df-en 7519  df-dom 7520  df-sdom 7521  df-pnf 9633  df-mnf 9634  df-xr 9635  df-ltxr 9636  df-le 9637  df-sub 9812  df-neg 9813  df-nn 10544  df-z 10872
This theorem is referenced by:  lbzbi  11181  rpnnen1lem1  11219  rpnnen1lem2  11220  rpnnen1lem3  11221  rpnnen1lem5  11223  fourierdlem64  31907
  Copyright terms: Public domain W3C validator