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Theorem limsupgre 13315
Description: If a sequence of real numbers has upper bounded limit supremum, then all the partial suprema are real. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Sep-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
limsupval.1  |-  G  =  ( k  e.  RR  |->  sup ( ( ( F
" ( k [,) +oo ) )  i^i  RR* ) ,  RR* ,  <  ) )
limsupgre.z  |-  Z  =  ( ZZ>= `  M )
Assertion
Ref Expression
limsupgre  |-  ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  ->  G : RR --> RR )
Distinct variable groups:    k, F    k, M    k, Z
Allowed substitution hint:    G( k)

Proof of Theorem limsupgre
Dummy variables  n  i  a  m  r are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 xrltso 11372 . . . 4  |-  <  Or  RR*
21supex 7940 . . 3  |-  sup (
( ( F "
( k [,) +oo ) )  i^i  RR* ) ,  RR* ,  <  )  e.  _V
32a1i 11 . 2  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  k  e.  RR )  ->  sup ( ( ( F
" ( k [,) +oo ) )  i^i  RR* ) ,  RR* ,  <  )  e.  _V )
4 limsupval.1 . . 3  |-  G  =  ( k  e.  RR  |->  sup ( ( ( F
" ( k [,) +oo ) )  i^i  RR* ) ,  RR* ,  <  ) )
54a1i 11 . 2  |-  ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  ->  G  =  ( k  e.  RR  |->  sup ( ( ( F " ( k [,) +oo ) )  i^i  RR* ) ,  RR* ,  <  ) ) )
64limsupgval 13310 . . . 4  |-  ( a  e.  RR  ->  ( G `  a )  =  sup ( ( ( F " ( a [,) +oo ) )  i^i  RR* ) ,  RR* ,  <  ) )
76adantl 466 . . 3  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  ( G `  a )  =  sup ( ( ( F " ( a [,) +oo ) )  i^i  RR* ) ,  RR* ,  <  ) )
8 simpl3 1001 . . . . . . 7  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  ( limsup `
 F )  < +oo )
9 limsupgre.z . . . . . . . . . . 11  |-  Z  =  ( ZZ>= `  M )
10 uzssz 11125 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ZZ>= `  M )  C_  ZZ
119, 10eqsstri 3529 . . . . . . . . . 10  |-  Z  C_  ZZ
12 zssre 10892 . . . . . . . . . 10  |-  ZZ  C_  RR
1311, 12sstri 3508 . . . . . . . . 9  |-  Z  C_  RR
1413a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  Z  C_  RR )
15 simpl2 1000 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  F : Z --> RR )
16 ressxr 9654 . . . . . . . . 9  |-  RR  C_  RR*
17 fss 5745 . . . . . . . . 9  |-  ( ( F : Z --> RR  /\  RR  C_  RR* )  ->  F : Z --> RR* )
1815, 16, 17sylancl 662 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  F : Z --> RR* )
19 pnfxr 11346 . . . . . . . . 9  |- +oo  e.  RR*
2019a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  -> +oo  e.  RR* )
214limsuplt 13313 . . . . . . . 8  |-  ( ( Z  C_  RR  /\  F : Z --> RR*  /\ +oo  e.  RR* )  ->  ( ( limsup `
 F )  < +oo 
<->  E. n  e.  RR  ( G `  n )  < +oo ) )
2214, 18, 20, 21syl3anc 1228 . . . . . . 7  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  (
( limsup `  F )  < +oo  <->  E. n  e.  RR  ( G `  n )  < +oo ) )
238, 22mpbid 210 . . . . . 6  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  E. n  e.  RR  ( G `  n )  < +oo )
24 fzfi 12084 . . . . . . . 8  |-  ( M ... ( |_ `  n ) )  e. 
Fin
2515adantr 465 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  ( n  e.  RR  /\  ( G `
 n )  < +oo ) )  ->  F : Z --> RR )
26 elfzuz 11709 . . . . . . . . . . 11  |-  ( m  e.  ( M ... ( |_ `  n ) )  ->  m  e.  ( ZZ>= `  M )
)
2726, 9syl6eleqr 2556 . . . . . . . . . 10  |-  ( m  e.  ( M ... ( |_ `  n ) )  ->  m  e.  Z )
28 ffvelrn 6030 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F : Z --> RR  /\  m  e.  Z )  ->  ( F `  m
)  e.  RR )
2925, 27, 28syl2an 477 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  m  e.  ( M ... ( |_ `  n
) ) )  -> 
( F `  m
)  e.  RR )
3029ralrimiva 2871 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  ( n  e.  RR  /\  ( G `
 n )  < +oo ) )  ->  A. m  e.  ( M ... ( |_ `  n ) ) ( F `  m
)  e.  RR )
31 fimaxre3 10512 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M ... ( |_ `  n ) )  e.  Fin  /\  A. m  e.  ( M ... ( |_ `  n
) ) ( F `
 m )  e.  RR )  ->  E. r  e.  RR  A. m  e.  ( M ... ( |_ `  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
3224, 30, 31sylancr 663 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  ( n  e.  RR  /\  ( G `
 n )  < +oo ) )  ->  E. r  e.  RR  A. m  e.  ( M ... ( |_ `  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
33 simpr 461 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  a  e.  RR )
3433ad2antrr 725 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  a  e.  RR )
354limsupgf 13309 . . . . . . . . . 10  |-  G : RR
--> RR*
3635ffvelrni 6031 . . . . . . . . 9  |-  ( a  e.  RR  ->  ( G `  a )  e.  RR* )
3734, 36syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  ( G `  a )  e.  RR* )
38 simprl 756 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  r  e.  RR )
3916, 38sseldi 3497 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  r  e.  RR* )
40 simprl 756 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  ( n  e.  RR  /\  ( G `
 n )  < +oo ) )  ->  n  e.  RR )
4140adantr 465 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  n  e.  RR )
4235ffvelrni 6031 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  e.  RR  ->  ( G `  n )  e.  RR* )
4341, 42syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  ( G `  n )  e.  RR* )
4439, 43ifcld 3987 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  if (
( G `  n
)  <_  r , 
r ,  ( G `
 n ) )  e.  RR* )
4519a1i 11 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  -> +oo  e.  RR* )
4640ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  n  e.  RR )
4713a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  Z  C_  RR )
4847sselda 3499 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  i  e.  RR )
49 xrleid 11381 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( G `  n )  e.  RR*  ->  ( G `
 n )  <_ 
( G `  n
) )
5043, 49syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  ( G `  n )  <_  ( G `  n )
)
5118ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  F : Z
--> RR* )
524limsupgle 13311 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( Z  C_  RR  /\  F : Z --> RR* )  /\  n  e.  RR  /\  ( G `  n
)  e.  RR* )  ->  ( ( G `  n )  <_  ( G `  n )  <->  A. i  e.  Z  ( n  <_  i  ->  ( F `  i )  <_  ( G `  n ) ) ) )
5347, 51, 41, 43, 52syl211anc 1234 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  ( ( G `  n )  <_  ( G `  n
)  <->  A. i  e.  Z  ( n  <_  i  -> 
( F `  i
)  <_  ( G `  n ) ) ) )
5450, 53mpbid 210 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  A. i  e.  Z  ( n  <_  i  ->  ( F `  i )  <_  ( G `  n )
) )
5554r19.21bi 2826 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  (
n  <_  i  ->  ( F `  i )  <_  ( G `  n ) ) )
5655imp 429 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  /\  n  <_  i )  ->  ( F `  i )  <_  ( G `  n
) )
5746, 42syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  ( G `  n )  e.  RR* )
5839adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  r  e.  RR* )
59 xrmax1 11401 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( G `  n
)  e.  RR*  /\  r  e.  RR* )  ->  ( G `  n )  <_  if ( ( G `
 n )  <_ 
r ,  r ,  ( G `  n
) ) )
6057, 58, 59syl2anc 661 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  ( G `  n )  <_  if ( ( G `
 n )  <_ 
r ,  r ,  ( G `  n
) ) )
6151ffvelrnda 6032 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  ( F `  i )  e.  RR* )
6244adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) )  e.  RR* )
63 xrletr 11386 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( F `  i
)  e.  RR*  /\  ( G `  n )  e.  RR*  /\  if ( ( G `  n
)  <_  r , 
r ,  ( G `
 n ) )  e.  RR* )  ->  (
( ( F `  i )  <_  ( G `  n )  /\  ( G `  n
)  <_  if (
( G `  n
)  <_  r , 
r ,  ( G `
 n ) ) )  ->  ( F `  i )  <_  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) ) ) )
6461, 57, 62, 63syl3anc 1228 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  (
( ( F `  i )  <_  ( G `  n )  /\  ( G `  n
)  <_  if (
( G `  n
)  <_  r , 
r ,  ( G `
 n ) ) )  ->  ( F `  i )  <_  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) ) ) )
6560, 64mpan2d 674 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  (
( F `  i
)  <_  ( G `  n )  ->  ( F `  i )  <_  if ( ( G `
 n )  <_ 
r ,  r ,  ( G `  n
) ) ) )
6665adantr 465 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  /\  n  <_  i )  ->  (
( F `  i
)  <_  ( G `  n )  ->  ( F `  i )  <_  if ( ( G `
 n )  <_ 
r ,  r ,  ( G `  n
) ) ) )
6756, 66mpd 15 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  /\  n  <_  i )  ->  ( F `  i )  <_  if ( ( G `
 n )  <_ 
r ,  r ,  ( G `  n
) ) )
68 simpr 461 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  i  e.  Z )
6968, 9syl6eleq 2555 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  i  e.  ( ZZ>= `  M )
)
7041flcld 11937 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  ( |_ `  n )  e.  ZZ )
7170adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  ( |_ `  n )  e.  ZZ )
72 elfz5 11705 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( i  e.  ( ZZ>= `  M )  /\  ( |_ `  n )  e.  ZZ )  ->  (
i  e.  ( M ... ( |_ `  n ) )  <->  i  <_  ( |_ `  n ) ) )
7369, 71, 72syl2anc 661 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  (
i  e.  ( M ... ( |_ `  n ) )  <->  i  <_  ( |_ `  n ) ) )
7411, 68sseldi 3497 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  i  e.  ZZ )
75 flge 11944 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( n  e.  RR  /\  i  e.  ZZ )  ->  ( i  <_  n  <->  i  <_  ( |_ `  n ) ) )
7646, 74, 75syl2anc 661 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  (
i  <_  n  <->  i  <_  ( |_ `  n ) ) )
7773, 76bitr4d 256 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  (
i  e.  ( M ... ( |_ `  n ) )  <->  i  <_  n ) )
7877biimpar 485 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  /\  i  <_  n )  ->  i  e.  ( M ... ( |_ `  n ) ) )
79 simprr 757 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  A. m  e.  ( M ... ( |_ `  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
8079ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  /\  i  <_  n )  ->  A. m  e.  ( M ... ( |_ `  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
81 fveq2 5872 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( m  =  i  ->  ( F `  m )  =  ( F `  i ) )
8281breq1d 4466 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( m  =  i  ->  (
( F `  m
)  <_  r  <->  ( F `  i )  <_  r
) )
8382rspcv 3206 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( i  e.  ( M ... ( |_ `  n ) )  ->  ( A. m  e.  ( M ... ( |_ `  n
) ) ( F `
 m )  <_ 
r  ->  ( F `  i )  <_  r
) )
8478, 80, 83sylc 60 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  /\  i  <_  n )  ->  ( F `  i )  <_  r )
85 xrmax2 11402 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( G `  n
)  e.  RR*  /\  r  e.  RR* )  ->  r  <_  if ( ( G `
 n )  <_ 
r ,  r ,  ( G `  n
) ) )
8643, 39, 85syl2anc 661 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  r  <_  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) ) )
8786adantr 465 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  r  <_  if ( ( G `
 n )  <_ 
r ,  r ,  ( G `  n
) ) )
88 xrletr 11386 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( F `  i
)  e.  RR*  /\  r  e.  RR*  /\  if ( ( G `  n
)  <_  r , 
r ,  ( G `
 n ) )  e.  RR* )  ->  (
( ( F `  i )  <_  r  /\  r  <_  if ( ( G `  n
)  <_  r , 
r ,  ( G `
 n ) ) )  ->  ( F `  i )  <_  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) ) ) )
8961, 58, 62, 88syl3anc 1228 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  (
( ( F `  i )  <_  r  /\  r  <_  if ( ( G `  n
)  <_  r , 
r ,  ( G `
 n ) ) )  ->  ( F `  i )  <_  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) ) ) )
9087, 89mpan2d 674 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  (
( F `  i
)  <_  r  ->  ( F `  i )  <_  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) ) ) )
9190adantr 465 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  /\  i  <_  n )  ->  (
( F `  i
)  <_  r  ->  ( F `  i )  <_  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) ) ) )
9284, 91mpd 15 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  /\  i  <_  n )  ->  ( F `  i )  <_  if ( ( G `
 n )  <_ 
r ,  r ,  ( G `  n
) ) )
9346, 48, 67, 92lecasei 9707 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  ( F `  i )  <_  if ( ( G `
 n )  <_ 
r ,  r ,  ( G `  n
) ) )
9493a1d 25 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  /\  i  e.  Z )  ->  (
a  <_  i  ->  ( F `  i )  <_  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) ) ) )
9594ralrimiva 2871 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  A. i  e.  Z  ( a  <_  i  ->  ( F `  i )  <_  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) ) ) )
964limsupgle 13311 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( Z  C_  RR  /\  F : Z --> RR* )  /\  a  e.  RR  /\  if ( ( G `
 n )  <_ 
r ,  r ,  ( G `  n
) )  e.  RR* )  ->  ( ( G `
 a )  <_  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) )  <->  A. i  e.  Z  ( a  <_  i  ->  ( F `  i
)  <_  if (
( G `  n
)  <_  r , 
r ,  ( G `
 n ) ) ) ) )
9747, 51, 34, 44, 96syl211anc 1234 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  ( ( G `  a )  <_  if ( ( G `
 n )  <_ 
r ,  r ,  ( G `  n
) )  <->  A. i  e.  Z  ( a  <_  i  ->  ( F `  i )  <_  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) ) ) ) )
9895, 97mpbird 232 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  ( G `  a )  <_  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) ) )
99 ltpnf 11356 . . . . . . . . . 10  |-  ( r  e.  RR  ->  r  < +oo )
10038, 99syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  r  < +oo )
101 simplrr 762 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  ( G `  n )  < +oo )
102 breq1 4459 . . . . . . . . . 10  |-  ( r  =  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) )  -> 
( r  < +oo  <->  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) )  < +oo )
)
103 breq1 4459 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( G `  n )  =  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) )  -> 
( ( G `  n )  < +oo  <->  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) )  < +oo )
)
104102, 103ifboth 3980 . . . . . . . . 9  |-  ( ( r  < +oo  /\  ( G `  n )  < +oo )  ->  if ( ( G `  n )  <_  r ,  r ,  ( G `  n ) )  < +oo )
105100, 101, 104syl2anc 661 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  if (
( G `  n
)  <_  r , 
r ,  ( G `
 n ) )  < +oo )
10637, 44, 45, 98, 105xrlelttrd 11388 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `
 F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  (
n  e.  RR  /\  ( G `  n )  < +oo ) )  /\  ( r  e.  RR  /\ 
A. m  e.  ( M ... ( |_
`  n ) ) ( F `  m
)  <_  r )
)  ->  ( G `  a )  < +oo )
10732, 106rexlimddv 2953 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z
--> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  /\  ( n  e.  RR  /\  ( G `
 n )  < +oo ) )  ->  ( G `  a )  < +oo )
10823, 107rexlimddv 2953 . . . . 5  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  ( G `  a )  < +oo )
1097, 108eqbrtrrd 4478 . . . 4  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  sup ( ( ( F
" ( a [,) +oo ) )  i^i  RR* ) ,  RR* ,  <  )  < +oo )
110 imassrn 5358 . . . . . . . . 9  |-  ( F
" ( a [,) +oo ) )  C_  ran  F
111 frn 5743 . . . . . . . . . 10  |-  ( F : Z --> RR  ->  ran 
F  C_  RR )
11215, 111syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  ran  F 
C_  RR )
113110, 112syl5ss 3510 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  ( F " ( a [,) +oo ) )  C_  RR )
114113, 16syl6ss 3511 . . . . . . 7  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  ( F " ( a [,) +oo ) )  C_  RR* )
115 df-ss 3485 . . . . . . 7  |-  ( ( F " ( a [,) +oo ) ) 
C_  RR*  <->  ( ( F
" ( a [,) +oo ) )  i^i  RR* )  =  ( F " ( a [,) +oo ) ) )
116114, 115sylib 196 . . . . . 6  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  (
( F " (
a [,) +oo )
)  i^i  RR* )  =  ( F " (
a [,) +oo )
) )
117116, 113eqsstrd 3533 . . . . 5  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  (
( F " (
a [,) +oo )
)  i^i  RR* )  C_  RR )
118 simpl1 999 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  M  e.  ZZ )
119 flcl 11934 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( a  e.  RR  ->  ( |_ `  a )  e.  ZZ )
120119adantl 466 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  ( |_ `  a )  e.  ZZ )
121120peano2zd 10993 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  (
( |_ `  a
)  +  1 )  e.  ZZ )
122121, 118ifcld 3987 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  if ( M  <_  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  M )  e.  ZZ )
123118zred 10990 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  M  e.  RR )
124121zred 10990 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  (
( |_ `  a
)  +  1 )  e.  RR )
125 max1 11411 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( M  e.  RR  /\  ( ( |_ `  a )  +  1 )  e.  RR )  ->  M  <_  if ( M  <_  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  M ) )
126123, 124, 125syl2anc 661 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  M  <_  if ( M  <_ 
( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  M ) )
127 eluz2 11112 . . . . . . . . . . 11  |-  ( if ( M  <_  (
( |_ `  a
)  +  1 ) ,  ( ( |_
`  a )  +  1 ) ,  M
)  e.  ( ZZ>= `  M )  <->  ( M  e.  ZZ  /\  if ( M  <_  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a
)  +  1 ) ,  M )  e.  ZZ  /\  M  <_  if ( M  <_  (
( |_ `  a
)  +  1 ) ,  ( ( |_
`  a )  +  1 ) ,  M
) ) )
128118, 122, 126, 127syl3anbrc 1180 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  if ( M  <_  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  M )  e.  ( ZZ>= `  M
) )
129128, 9syl6eleqr 2556 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  if ( M  <_  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  M )  e.  Z )
130 fdm 5741 . . . . . . . . . 10  |-  ( F : Z --> RR  ->  dom 
F  =  Z )
13115, 130syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  dom  F  =  Z )
132129, 131eleqtrrd 2548 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  if ( M  <_  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  M )  e.  dom  F )
133122zred 10990 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  if ( M  <_  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  M )  e.  RR )
134 fllep1 11940 . . . . . . . . . . 11  |-  ( a  e.  RR  ->  a  <_  ( ( |_ `  a )  +  1 ) )
135134adantl 466 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  a  <_  ( ( |_ `  a )  +  1 ) )
136 max2 11413 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( M  e.  RR  /\  ( ( |_ `  a )  +  1 )  e.  RR )  ->  ( ( |_
`  a )  +  1 )  <_  if ( M  <_  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  M ) )
137123, 124, 136syl2anc 661 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  (
( |_ `  a
)  +  1 )  <_  if ( M  <_  ( ( |_
`  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a
)  +  1 ) ,  M ) )
13833, 124, 133, 135, 137letrd 9756 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  a  <_  if ( M  <_ 
( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  M ) )
139 elicopnf 11645 . . . . . . . . . 10  |-  ( a  e.  RR  ->  ( if ( M  <_  (
( |_ `  a
)  +  1 ) ,  ( ( |_
`  a )  +  1 ) ,  M
)  e.  ( a [,) +oo )  <->  ( if ( M  <_  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  M )  e.  RR  /\  a  <_  if ( M  <_ 
( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  M ) ) ) )
140139adantl 466 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  ( if ( M  <_  (
( |_ `  a
)  +  1 ) ,  ( ( |_
`  a )  +  1 ) ,  M
)  e.  ( a [,) +oo )  <->  ( if ( M  <_  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  M )  e.  RR  /\  a  <_  if ( M  <_ 
( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  M ) ) ) )
141133, 138, 140mpbir2and 922 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  if ( M  <_  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  M )  e.  ( a [,) +oo ) )
142 inelcm 3884 . . . . . . . 8  |-  ( ( if ( M  <_ 
( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a )  +  1 ) ,  M )  e.  dom  F  /\  if ( M  <_  ( ( |_
`  a )  +  1 ) ,  ( ( |_ `  a
)  +  1 ) ,  M )  e.  ( a [,) +oo ) )  ->  ( dom  F  i^i  ( a [,) +oo ) )  =/=  (/) )
143132, 141, 142syl2anc 661 . . . . . . 7  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  ( dom  F  i^i  ( a [,) +oo ) )  =/=  (/) )
144 imadisj 5366 . . . . . . . 8  |-  ( ( F " ( a [,) +oo ) )  =  (/)  <->  ( dom  F  i^i  ( a [,) +oo ) )  =  (/) )
145144necon3bii 2725 . . . . . . 7  |-  ( ( F " ( a [,) +oo ) )  =/=  (/)  <->  ( dom  F  i^i  ( a [,) +oo ) )  =/=  (/) )
146143, 145sylibr 212 . . . . . 6  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  ( F " ( a [,) +oo ) )  =/=  (/) )
147116, 146eqnetrd 2750 . . . . 5  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  (
( F " (
a [,) +oo )
)  i^i  RR* )  =/=  (/) )
148 supxrre1 11547 . . . . 5  |-  ( ( ( ( F "
( a [,) +oo ) )  i^i  RR* )  C_  RR  /\  (
( F " (
a [,) +oo )
)  i^i  RR* )  =/=  (/) )  ->  ( sup ( ( ( F
" ( a [,) +oo ) )  i^i  RR* ) ,  RR* ,  <  )  e.  RR  <->  sup (
( ( F "
( a [,) +oo ) )  i^i  RR* ) ,  RR* ,  <  )  < +oo ) )
149117, 147, 148syl2anc 661 . . . 4  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  ( sup ( ( ( F
" ( a [,) +oo ) )  i^i  RR* ) ,  RR* ,  <  )  e.  RR  <->  sup (
( ( F "
( a [,) +oo ) )  i^i  RR* ) ,  RR* ,  <  )  < +oo ) )
150109, 149mpbird 232 . . 3  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  sup ( ( ( F
" ( a [,) +oo ) )  i^i  RR* ) ,  RR* ,  <  )  e.  RR )
1517, 150eqeltrd 2545 . 2  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  /\  a  e.  RR )  ->  ( G `  a )  e.  RR )
1523, 5, 151fmpt2d 6062 1  |-  ( ( M  e.  ZZ  /\  F : Z --> RR  /\  ( limsup `  F )  < +oo )  ->  G : RR --> RR )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    /\ w3a 973    = wceq 1395    e. wcel 1819    =/= wne 2652   A.wral 2807   E.wrex 2808   _Vcvv 3109    i^i cin 3470    C_ wss 3471   (/)c0 3793   ifcif 3944   class class class wbr 4456    |-> cmpt 4515   dom cdm 5008   ran crn 5009   "cima 5011   -->wf 5590   ` cfv 5594  (class class class)co 6296   Fincfn 7535   supcsup 7918   RRcr 9508   1c1 9510    + caddc 9512   +oocpnf 9642   RR*cxr 9644    < clt 9645    <_ cle 9646   ZZcz 10885   ZZ>=cuz 11106   [,)cico 11556   ...cfz 11697   |_cfl 11929   limsupclsp 13304
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1619  ax-4 1632  ax-5 1705  ax-6 1748  ax-7 1791  ax-8 1821  ax-9 1823  ax-10 1838  ax-11 1843  ax-12 1855  ax-13 2000  ax-ext 2435  ax-sep 4578  ax-nul 4586  ax-pow 4634  ax-pr 4695  ax-un 6591  ax-cnex 9565  ax-resscn 9566  ax-1cn 9567  ax-icn 9568  ax-addcl 9569  ax-addrcl 9570  ax-mulcl 9571  ax-mulrcl 9572  ax-mulcom 9573  ax-addass 9574  ax-mulass 9575  ax-distr 9576  ax-i2m1 9577  ax-1ne0 9578  ax-1rid 9579  ax-rnegex 9580  ax-rrecex 9581  ax-cnre 9582  ax-pre-lttri 9583  ax-pre-lttrn 9584  ax-pre-ltadd 9585  ax-pre-mulgt0 9586  ax-pre-sup 9587
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1398  df-ex 1614  df-nf 1618  df-sb 1741  df-eu 2287  df-mo 2288  df-clab 2443  df-cleq 2449  df-clel 2452  df-nfc 2607  df-ne 2654  df-nel 2655  df-ral 2812  df-rex 2813  df-reu 2814  df-rmo 2815  df-rab 2816  df-v 3111  df-sbc 3328  df-csb 3431  df-dif 3474  df-un 3476  df-in 3478  df-ss 3485  df-pss 3487  df-nul 3794  df-if 3945  df-pw 4017  df-sn 4033  df-pr 4035  df-tp 4037  df-op 4039  df-uni 4252  df-int 4289  df-iun 4334  df-br 4457  df-opab 4516  df-mpt 4517  df-tr 4551  df-eprel 4800  df-id 4804  df-po 4809  df-so 4810  df-fr 4847  df-we 4849  df-ord 4890  df-on 4891  df-lim 4892  df-suc 4893  df-xp 5014  df-rel 5015  df-cnv 5016  df-co 5017  df-dm 5018  df-rn 5019  df-res 5020  df-ima 5021  df-iota 5557  df-fun 5596  df-fn 5597  df-f 5598  df-f1 5599  df-fo 5600  df-f1o 5601  df-fv 5602  df-riota 6258  df-ov 6299  df-oprab 6300  df-mpt2 6301  df-om 6700  df-1st 6799  df-2nd 6800  df-recs 7060  df-rdg 7094  df-1o 7148  df-oadd 7152  df-er 7329  df-en 7536  df-dom 7537  df-sdom 7538  df-fin 7539  df-sup 7919  df-pnf 9647  df-mnf 9648  df-xr 9649  df-ltxr 9650  df-le 9651  df-sub 9826  df-neg 9827  df-nn 10557  df-n0 10817  df-z 10886  df-uz 11107  df-ico 11560  df-fz 11698  df-fl 11931  df-limsup 13305
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