Theorem suprzcl 10950

Description: The supremum of a bounded-above set of integers is a member of the set. (Contributed by Paul Chapman, 21-Mar-2011.) (Revised by Mario Carneiro, 26-Jun-2015.)

Assertion

Ref	Expression
suprzcl	|- ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) -> sup ( A , RR , < ) e. A )

Distinct variable group:   x, y, A

Proof of Theorem suprzcl

Dummy variables w z are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		zssre 10881	. . . . . 6 |- ZZ C_ RR
2		sstr 3517	. . . . . 6 |- ( ( A C_ ZZ /\ ZZ C_ RR ) -> A C_ RR )
3	1, 2	mpan2 671	. . . . 5 |- ( A C_ ZZ -> A C_ RR )
4		suprcl 10513	. . . . 5 |- ( ( A C_ RR /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) -> sup ( A , RR , < ) e. RR )
5	3, 4	syl3an1 1261	. . . 4 |- ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) -> sup ( A , RR , < ) e. RR )
6	5	ltm1d 10488	. . 3 |- ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) -> ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < sup ( A , RR , < ) )
7		peano2rem 9896	. . . . . 6 |- ( sup ( A , RR , < ) e. RR -> ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) e. RR )
8	4, 7	syl 16	. . . . 5 |- ( ( A C_ RR /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) -> ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) e. RR )
9		suprlub 10515	. . . . 5 |- ( ( ( A C_ RR /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) e. RR ) -> ( ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < sup ( A , RR , < ) <-> E. z e. A ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) )
10	8, 9	mpdan 668	. . . 4 |- ( ( A C_ RR /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) -> ( ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < sup ( A , RR , < ) <-> E. z e. A ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) )
11	3, 10	syl3an1 1261	. . 3 |- ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) -> ( ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < sup ( A , RR , < ) <-> E. z e. A ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) )
12	6, 11	mpbid 210	. 2 |- ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) -> E. z e. A ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z )
13		simpl1 999	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) -> A C_ ZZ )
14	13	sselda 3509	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) /\ w e. A ) -> w e. ZZ )
15	1, 14	sseldi 3507	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) /\ w e. A ) -> w e. RR )
16	5	adantr 465	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) -> sup ( A , RR , < ) e. RR )
17	16	adantr 465	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) /\ w e. A ) -> sup ( A , RR , < ) e. RR )
18		simprl 755	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) -> z e. A )
19	13, 18	sseldd 3510	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) -> z e. ZZ )
20		zre 10878	. . . . . . . . . . 11 |- ( z e. ZZ -> z e. RR )
21	19, 20	syl 16	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) -> z e. RR )
22		peano2re 9762	. . . . . . . . . 10 |- ( z e. RR -> ( z + 1 ) e. RR )
23	21, 22	syl 16	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) -> ( z + 1 ) e. RR )
24	23	adantr 465	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) /\ w e. A ) -> ( z + 1 ) e. RR )
25		suprub 10514	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( A C_ RR /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ w e. A ) -> w <_ sup ( A , RR , < ) )
26	3, 25	syl3anl1 1276	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ w e. A ) -> w <_ sup ( A , RR , < ) )
27	26	adantlr 714	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) /\ w e. A ) -> w <_ sup ( A , RR , < ) )
28		simprr 756	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) -> ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z )
29		1red 9621	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) -> 1 e. RR )
30	16, 29, 21	ltsubaddd 10158	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) -> ( ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z <-> sup ( A , RR , < ) < ( z + 1 ) ) )
31	28, 30	mpbid 210	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) -> sup ( A , RR , < ) < ( z + 1 ) )
32	31	adantr 465	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) /\ w e. A ) -> sup ( A , RR , < ) < ( z + 1 ) )
33	15, 17, 24, 27, 32	lelttrd 9749	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) /\ w e. A ) -> w < ( z + 1 ) )
34	19	adantr 465	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) /\ w e. A ) -> z e. ZZ )
35		zleltp1 10923	. . . . . . . 8 |- ( ( w e. ZZ /\ z e. ZZ ) -> ( w <_ z <-> w < ( z + 1 ) ) )
36	14, 34, 35	syl2anc 661	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) /\ w e. A ) -> ( w <_ z <-> w < ( z + 1 ) ) )
37	33, 36	mpbird 232	. . . . . 6 |- ( ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) /\ w e. A ) -> w <_ z )
38	37	ralrimiva 2881	. . . . 5 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) -> A. w e. A w <_ z )
39		suprleub 10517	. . . . . . 7 |- ( ( ( A C_ RR /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ z e. RR ) -> ( sup ( A , RR , < ) <_ z <-> A. w e. A w <_ z ) )
40	3, 39	syl3anl1 1276	. . . . . 6 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ z e. RR ) -> ( sup ( A , RR , < ) <_ z <-> A. w e. A w <_ z ) )
41	21, 40	syldan 470	. . . . 5 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) -> ( sup ( A , RR , < ) <_ z <-> A. w e. A w <_ z ) )
42	38, 41	mpbird 232	. . . 4 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) -> sup ( A , RR , < ) <_ z )
43		suprub 10514	. . . . . 6 |- ( ( ( A C_ RR /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ z e. A ) -> z <_ sup ( A , RR , < ) )
44	3, 43	syl3anl1 1276	. . . . 5 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ z e. A ) -> z <_ sup ( A , RR , < ) )
45	44	adantrr 716	. . . 4 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) -> z <_ sup ( A , RR , < ) )
46	16, 21	letri3d 9736	. . . 4 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) -> ( sup ( A , RR , < ) = z <-> ( sup ( A , RR , < ) <_ z /\ z <_ sup ( A , RR , < ) ) ) )
47	42, 45, 46	mpbir2and 920	. . 3 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) -> sup ( A , RR , < ) = z )
48	47, 18	eqeltrd 2555	. 2 |- ( ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) /\ ( z e. A /\ ( sup ( A , RR , < ) - 1 ) < z ) ) -> sup ( A , RR , < ) e. A )
49	12, 48	rexlimddv 2963	1 |- ( ( A C_ ZZ /\ A =/= (/) /\ E. x e. RR A. y e. A y <_ x ) -> sup ( A , RR , < ) e. A )

Syntax hints:   -> wi 4   <-> wb 184   /\ wa 369   /\ w3a 973   = wceq 1379   e. wcel 1767   =/= wne 2662   A.wral 2817   E.wrex 2818   C_ wss 3481   (/)c0 3790   class class class wbr 4452  (class class class)co 6294   supcsup 7910   RRcr 9501   1c1 9503   + caddc 9505   < clt 9638   <_ cle 9639   - cmin 9815   ZZcz 10874

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1601  ax-4 1612  ax-5 1680  ax-6 1719  ax-7 1739  ax-8 1769  ax-9 1771  ax-10 1786  ax-11 1791  ax-12 1803  ax-13 1968  ax-ext 2445  ax-sep 4573  ax-nul 4581  ax-pow 4630  ax-pr 4691  ax-un 6586  ax-resscn 9559  ax-1cn 9560  ax-icn 9561  ax-addcl 9562  ax-addrcl 9563  ax-mulcl 9564  ax-mulrcl 9565  ax-mulcom 9566  ax-addass 9567  ax-mulass 9568  ax-distr 9569  ax-i2m1 9570  ax-1ne0 9571  ax-1rid 9572  ax-rnegex 9573  ax-rrecex 9574  ax-cnre 9575  ax-pre-lttri 9576  ax-pre-lttrn 9577  ax-pre-ltadd 9578  ax-pre-mulgt0 9579  ax-pre-sup 9580

This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1382  df-ex 1597  df-nf 1600  df-sb 1712  df-eu 2279  df-mo 2280  df-clab 2453  df-cleq 2459  df-clel 2462  df-nfc 2617  df-ne 2664  df-nel 2665  df-ral 2822  df-rex 2823  df-reu 2824  df-rmo 2825  df-rab 2826  df-v 3120  df-sbc 3337  df-csb 3441  df-dif 3484  df-un 3486  df-in 3488  df-ss 3495  df-pss 3497  df-nul 3791  df-if 3945  df-pw 4017  df-sn 4033  df-pr 4035  df-tp 4037  df-op 4039  df-uni 4251  df-iun 4332  df-br 4453  df-opab 4511  df-mpt 4512  df-tr 4546  df-eprel 4796  df-id 4800  df-po 4805  df-so 4806  df-fr 4843  df-we 4845  df-ord 4886  df-on 4887  df-lim 4888  df-suc 4889  df-xp 5010  df-rel 5011  df-cnv 5012  df-co 5013  df-dm 5014  df-rn 5015  df-res 5016  df-ima 5017  df-iota 5556  df-fun 5595  df-fn 5596  df-f 5597  df-f1 5598  df-fo 5599  df-f1o 5600  df-fv 5601  df-riota 6255  df-ov 6297  df-oprab 6298  df-mpt2 6299  df-om 6695  df-recs 7052  df-rdg 7086  df-er 7321  df-en 7527  df-dom 7528  df-sdom 7529  df-sup 7911  df-pnf 9640  df-mnf 9641  df-xr 9642  df-ltxr 9643  df-le 9644  df-sub 9817  df-neg 9818  df-nn 10547  df-n0 10806  df-z 10875

This theorem is referenced by:  suprfinzcl  10985  rpnnen1lem1  11218  rpnnen1lem2  11219  pgpssslw  16484  plyeq0lem  22452  fourierdlem20  31718  fourierdlem64  31762