Step |
Hyp |
Ref |
Expression |
1 |
|
zssre |
⊢ ℤ ⊆ ℝ |
2 |
|
sstr |
⊢ ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ ℤ ⊆ ℝ ) → 𝐴 ⊆ ℝ ) |
3 |
1 2
|
mpan2 |
⊢ ( 𝐴 ⊆ ℤ → 𝐴 ⊆ ℝ ) |
4 |
|
suprcl |
⊢ ( ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) → sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ∈ ℝ ) |
5 |
3 4
|
syl3an1 |
⊢ ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) → sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ∈ ℝ ) |
6 |
5
|
ltm1d |
⊢ ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) → ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ) |
7 |
|
peano2rem |
⊢ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ∈ ℝ → ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) ∈ ℝ ) |
8 |
4 7
|
syl |
⊢ ( ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) → ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) ∈ ℝ ) |
9 |
|
suprlub |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) ∈ ℝ ) → ( ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ↔ ∃ 𝑧 ∈ 𝐴 ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) |
10 |
8 9
|
mpdan |
⊢ ( ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) → ( ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ↔ ∃ 𝑧 ∈ 𝐴 ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) |
11 |
3 10
|
syl3an1 |
⊢ ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) → ( ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ↔ ∃ 𝑧 ∈ 𝐴 ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) |
12 |
6 11
|
mpbid |
⊢ ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) → ∃ 𝑧 ∈ 𝐴 ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) |
13 |
|
simpl1 |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) → 𝐴 ⊆ ℤ ) |
14 |
13
|
sselda |
⊢ ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) ∧ 𝑤 ∈ 𝐴 ) → 𝑤 ∈ ℤ ) |
15 |
1 14
|
sselid |
⊢ ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) ∧ 𝑤 ∈ 𝐴 ) → 𝑤 ∈ ℝ ) |
16 |
5
|
adantr |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) → sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ∈ ℝ ) |
17 |
16
|
adantr |
⊢ ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) ∧ 𝑤 ∈ 𝐴 ) → sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ∈ ℝ ) |
18 |
|
simprl |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) → 𝑧 ∈ 𝐴 ) |
19 |
13 18
|
sseldd |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) → 𝑧 ∈ ℤ ) |
20 |
|
zre |
⊢ ( 𝑧 ∈ ℤ → 𝑧 ∈ ℝ ) |
21 |
19 20
|
syl |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) → 𝑧 ∈ ℝ ) |
22 |
|
peano2re |
⊢ ( 𝑧 ∈ ℝ → ( 𝑧 + 1 ) ∈ ℝ ) |
23 |
21 22
|
syl |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) → ( 𝑧 + 1 ) ∈ ℝ ) |
24 |
23
|
adantr |
⊢ ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) ∧ 𝑤 ∈ 𝐴 ) → ( 𝑧 + 1 ) ∈ ℝ ) |
25 |
|
suprub |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ 𝑤 ∈ 𝐴 ) → 𝑤 ≤ sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ) |
26 |
3 25
|
syl3anl1 |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ 𝑤 ∈ 𝐴 ) → 𝑤 ≤ sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ) |
27 |
26
|
adantlr |
⊢ ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) ∧ 𝑤 ∈ 𝐴 ) → 𝑤 ≤ sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ) |
28 |
|
simprr |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) → ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) |
29 |
|
1red |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) → 1 ∈ ℝ ) |
30 |
16 29 21
|
ltsubaddd |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) → ( ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ↔ sup ( 𝐴 , ℝ , < ) < ( 𝑧 + 1 ) ) ) |
31 |
28 30
|
mpbid |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) → sup ( 𝐴 , ℝ , < ) < ( 𝑧 + 1 ) ) |
32 |
31
|
adantr |
⊢ ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) ∧ 𝑤 ∈ 𝐴 ) → sup ( 𝐴 , ℝ , < ) < ( 𝑧 + 1 ) ) |
33 |
15 17 24 27 32
|
lelttrd |
⊢ ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) ∧ 𝑤 ∈ 𝐴 ) → 𝑤 < ( 𝑧 + 1 ) ) |
34 |
19
|
adantr |
⊢ ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) ∧ 𝑤 ∈ 𝐴 ) → 𝑧 ∈ ℤ ) |
35 |
|
zleltp1 |
⊢ ( ( 𝑤 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ℤ ) → ( 𝑤 ≤ 𝑧 ↔ 𝑤 < ( 𝑧 + 1 ) ) ) |
36 |
14 34 35
|
syl2anc |
⊢ ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) ∧ 𝑤 ∈ 𝐴 ) → ( 𝑤 ≤ 𝑧 ↔ 𝑤 < ( 𝑧 + 1 ) ) ) |
37 |
33 36
|
mpbird |
⊢ ( ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) ∧ 𝑤 ∈ 𝐴 ) → 𝑤 ≤ 𝑧 ) |
38 |
37
|
ralrimiva |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) → ∀ 𝑤 ∈ 𝐴 𝑤 ≤ 𝑧 ) |
39 |
|
suprleub |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ≤ 𝑧 ↔ ∀ 𝑤 ∈ 𝐴 𝑤 ≤ 𝑧 ) ) |
40 |
3 39
|
syl3anl1 |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ 𝑧 ∈ ℝ ) → ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ≤ 𝑧 ↔ ∀ 𝑤 ∈ 𝐴 𝑤 ≤ 𝑧 ) ) |
41 |
21 40
|
syldan |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) → ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ≤ 𝑧 ↔ ∀ 𝑤 ∈ 𝐴 𝑤 ≤ 𝑧 ) ) |
42 |
38 41
|
mpbird |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) → sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ≤ 𝑧 ) |
43 |
|
suprub |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℝ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴 ) → 𝑧 ≤ sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ) |
44 |
3 43
|
syl3anl1 |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴 ) → 𝑧 ≤ sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ) |
45 |
44
|
adantrr |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) → 𝑧 ≤ sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ) |
46 |
16 21
|
letri3d |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) → ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) = 𝑧 ↔ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ≤ 𝑧 ∧ 𝑧 ≤ sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ) ) ) |
47 |
42 45 46
|
mpbir2and |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) → sup ( 𝐴 , ℝ , < ) = 𝑧 ) |
48 |
47 18
|
eqeltrd |
⊢ ( ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) ∧ ( 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ ( sup ( 𝐴 , ℝ , < ) − 1 ) < 𝑧 ) ) → sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ∈ 𝐴 ) |
49 |
12 48
|
rexlimddv |
⊢ ( ( 𝐴 ⊆ ℤ ∧ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∃ 𝑥 ∈ ℝ ∀ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑦 ≤ 𝑥 ) → sup ( 𝐴 , ℝ , < ) ∈ 𝐴 ) |