Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  fimaxre3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fimaxre3 10849
 Description: A nonempty finite set of real numbers has a maximum (image set version). (Contributed by Mario Carneiro, 13-Feb-2014.)
Assertion
Ref Expression
fimaxre3 ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝐵𝑥)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐴   𝑥,𝐵
Allowed substitution hint:   𝐵(𝑦)

Proof of Theorem fimaxre3
Dummy variables 𝑤 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 r19.29 3054 . . . . . 6 ((∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ ∧ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵) → ∃𝑦𝐴 (𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑧 = 𝐵))
2 eleq1 2676 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝐵 → (𝑧 ∈ ℝ ↔ 𝐵 ∈ ℝ))
32biimparc 503 . . . . . . 7 ((𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑧 = 𝐵) → 𝑧 ∈ ℝ)
43rexlimivw 3011 . . . . . 6 (∃𝑦𝐴 (𝐵 ∈ ℝ ∧ 𝑧 = 𝐵) → 𝑧 ∈ ℝ)
51, 4syl 17 . . . . 5 ((∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ ∧ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵) → 𝑧 ∈ ℝ)
65ex 449 . . . 4 (∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ → (∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵𝑧 ∈ ℝ))
76abssdv 3639 . . 3 (∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ → {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵} ⊆ ℝ)
8 abrexfi 8149 . . 3 (𝐴 ∈ Fin → {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵} ∈ Fin)
9 fimaxre2 10848 . . 3 (({𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵} ⊆ ℝ ∧ {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵} ∈ Fin) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤 ∈ {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵}𝑤𝑥)
107, 8, 9syl2anr 494 . 2 ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤 ∈ {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵}𝑤𝑥)
11 r19.23v 3005 . . . . . . 7 (∀𝑦𝐴 (𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ (∃𝑦𝐴 𝑤 = 𝐵𝑤𝑥))
1211albii 1737 . . . . . 6 (∀𝑤𝑦𝐴 (𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ ∀𝑤(∃𝑦𝐴 𝑤 = 𝐵𝑤𝑥))
13 ralcom4 3197 . . . . . 6 (∀𝑦𝐴𝑤(𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ ∀𝑤𝑦𝐴 (𝑤 = 𝐵𝑤𝑥))
14 eqeq1 2614 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝑤 → (𝑧 = 𝐵𝑤 = 𝐵))
1514rexbidv 3034 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝑤 → (∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵 ↔ ∃𝑦𝐴 𝑤 = 𝐵))
1615ralab 3334 . . . . . 6 (∀𝑤 ∈ {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵}𝑤𝑥 ↔ ∀𝑤(∃𝑦𝐴 𝑤 = 𝐵𝑤𝑥))
1712, 13, 163bitr4i 291 . . . . 5 (∀𝑦𝐴𝑤(𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ ∀𝑤 ∈ {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵}𝑤𝑥)
18 nfv 1830 . . . . . . . 8 𝑤 𝐵𝑥
19 breq1 4586 . . . . . . . 8 (𝑤 = 𝐵 → (𝑤𝑥𝐵𝑥))
2018, 19ceqsalg 3203 . . . . . . 7 (𝐵 ∈ ℝ → (∀𝑤(𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ 𝐵𝑥))
2120ralimi 2936 . . . . . 6 (∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ → ∀𝑦𝐴 (∀𝑤(𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ 𝐵𝑥))
22 ralbi 3050 . . . . . 6 (∀𝑦𝐴 (∀𝑤(𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ 𝐵𝑥) → (∀𝑦𝐴𝑤(𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ ∀𝑦𝐴 𝐵𝑥))
2321, 22syl 17 . . . . 5 (∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ → (∀𝑦𝐴𝑤(𝑤 = 𝐵𝑤𝑥) ↔ ∀𝑦𝐴 𝐵𝑥))
2417, 23syl5bbr 273 . . . 4 (∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ → (∀𝑤 ∈ {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵}𝑤𝑥 ↔ ∀𝑦𝐴 𝐵𝑥))
2524rexbidv 3034 . . 3 (∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ → (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤 ∈ {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵}𝑤𝑥 ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝐵𝑥))
2625adantl 481 . 2 ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ) → (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑤 ∈ {𝑧 ∣ ∃𝑦𝐴 𝑧 = 𝐵}𝑤𝑥 ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝐵𝑥))
2710, 26mpbid 221 1 ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝐴 𝐵 ∈ ℝ) → ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦𝐴 𝐵𝑥)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383  ∀wal 1473   = wceq 1475   ∈ wcel 1977  {cab 2596  ∀wral 2896  ∃wrex 2897   ⊆ wss 3540   class class class wbr 4583  Fincfn 7841  ℝcr 9814   ≤ cle 9954 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-oadd 7451  df-er 7629  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959 This theorem is referenced by:  fsequb  12636  fsequb2  12637  caubnd  13946  limsupgre  14060  vdwnnlem3  15539  cnheibor  22562  bndth  22565  ovoliunlem2  23078  dchrisum  24981  ssfiunibd  38464  fourierdlem70  39069  fourierdlem71  39070  fourierdlem80  39079
 Copyright terms: Public domain W3C validator