Theorem limsupre3uzlem 39967

Description: Given a function on the extended reals, its supremum limit is real if and only if two condition holds: 1. there is a real number that is smaller or equal than the function, infinitely often; 2. there is a real number that is eventually larger or equal than the function. (Contributed by Glauco Siliprandi, 23-Oct-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
limsupre3uzlem.1	⊢ Ⅎ𝑗𝐹
limsupre3uzlem.2	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
limsupre3uzlem.3	⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
limsupre3uzlem.4	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶ℝ*)

Assertion

Ref	Expression
limsupre3uzlem	⊢ (𝜑 → ((lim sup‘𝐹) ∈ ℝ ↔ (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗) ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑘 ∈ 𝑍 ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)))

Distinct variable groups:   𝑘,𝐹,𝑥   𝑗,𝑀,𝑘   𝑗,𝑍,𝑘,𝑥   𝜑,𝑗,𝑘,𝑥

Allowed substitution hints:   𝐹(𝑗)   𝑀(𝑥)

Proof of Theorem limsupre3uzlem

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		limsupre3uzlem.1	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑗𝐹
2		limsupre3uzlem.3	. . . . 5 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
3		uzssre 39620	. . . . 5 ⊢ (ℤ≥‘𝑀) ⊆ ℝ
4	2, 3	eqsstri 3635	. . . 4 ⊢ 𝑍 ⊆ ℝ
5	4	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ⊆ ℝ)
6		limsupre3uzlem.4	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑍⟶ℝ*)
7	1, 5, 6	limsupre3 39965	. 2 ⊢ (𝜑 → ((lim sup‘𝐹) ∈ ℝ ↔ (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥))))
8		breq1 4656	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 = 𝑘 → (𝑦 ≤ 𝑗 ↔ 𝑘 ≤ 𝑗))
9	8	anbi1d 741	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 = 𝑘 → ((𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ↔ (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))))
10	9	rexbidv 3052	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 = 𝑘 → (∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ↔ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))))
11	10	cbvralv 3171	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑦 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ↔ ∀𝑘 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)))
12	11	biimpi 206	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑦 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) → ∀𝑘 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)))
13		nfra1 2941	. . . . . . . 8 ⊢ Ⅎ𝑘∀𝑘 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))
14		simpr 477	. . . . . . . . 9 ⊢ ((∀𝑘 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝑘 ∈ 𝑍)
15	4, 14	sseldi 3601	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((∀𝑘 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → 𝑘 ∈ ℝ)
16		rspa 2930	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((∀𝑘 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ∧ 𝑘 ∈ ℝ) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)))
17	15, 16	syldan 487	. . . . . . . . 9 ⊢ ((∀𝑘 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)))
18		nfv 1843	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑗 𝑘 ∈ 𝑍
19		nfre1 3005	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑗∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)
20		eqid 2622	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (ℤ≥‘𝑘) = (ℤ≥‘𝑘)
21	2	eluzelz2 39627	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑘 ∈ 𝑍 → 𝑘 ∈ ℤ)
22	21	3ad2ant1 1082	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑘 ≤ 𝑗) → 𝑘 ∈ ℤ)
23	2	eluzelz2 39627	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑍 → 𝑗 ∈ ℤ)
24	23	3ad2ant2 1083	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑘 ≤ 𝑗) → 𝑗 ∈ ℤ)
25		simp3 1063	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑘 ≤ 𝑗) → 𝑘 ≤ 𝑗)
26	20, 22, 24, 25	eluzd 39635	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑘 ≤ 𝑗) → 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘))
27	26	3adant3r 1323	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))) → 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘))
28		simp3r 1090	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))) → 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))
29		rspe 3003	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘) ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) → ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))
30	27, 28, 29	syl2anc 693	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑍 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))) → ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))
31	30	3exp 1264	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑘 ∈ 𝑍 → (𝑗 ∈ 𝑍 → ((𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) → ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))))
32	18, 19, 31	rexlimd 3026	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 ∈ 𝑍 → (∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) → ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)))
33	32	imp 445	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑍 ∧ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))) → ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))
34	14, 17, 33	syl2anc 693	. . . . . . . 8 ⊢ ((∀𝑘 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))
35	13, 34	ralrimia 39315	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑘 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) → ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))
36	12, 35	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑦 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) → ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))
37	36	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (∀𝑦 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) → ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)))
38		iftrue 4092	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑀 ≤ (⌈‘𝑦) → if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) = (⌈‘𝑦))
39	38	adantl 482	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑀 ≤ (⌈‘𝑦)) → if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) = (⌈‘𝑦))
40		limsupre3uzlem.2	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
41	40	ad2antrr 762	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑀 ≤ (⌈‘𝑦)) → 𝑀 ∈ ℤ)
42		ceilcl 12643	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (⌈‘𝑦) ∈ ℤ)
43	42	ad2antlr 763	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑀 ≤ (⌈‘𝑦)) → (⌈‘𝑦) ∈ ℤ)
44		simpr 477	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑀 ≤ (⌈‘𝑦)) → 𝑀 ≤ (⌈‘𝑦))
45	2, 41, 43, 44	eluzd 39635	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑀 ≤ (⌈‘𝑦)) → (⌈‘𝑦) ∈ 𝑍)
46	39, 45	eqeltrd 2701	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑀 ≤ (⌈‘𝑦)) → if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) ∈ 𝑍)
47		iffalse 4095	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (¬ 𝑀 ≤ (⌈‘𝑦) → if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) = 𝑀)
48	47	adantl 482	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 ≤ (⌈‘𝑦)) → if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) = 𝑀)
49	40, 2	uzidd2 39643	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ 𝑍)
50	49	adantr 481	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 ≤ (⌈‘𝑦)) → 𝑀 ∈ 𝑍)
51	48, 50	eqeltrd 2701	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ ¬ 𝑀 ≤ (⌈‘𝑦)) → if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) ∈ 𝑍)
52	51	adantlr 751	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ¬ 𝑀 ≤ (⌈‘𝑦)) → if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) ∈ 𝑍)
53	46, 52	pm2.61dan 832	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) ∈ 𝑍)
54	53	adantlr 751	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) ∈ 𝑍)
55		simplr 792	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))
56		fveq2 6191	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑘 = if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) → (ℤ≥‘𝑘) = (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀)))
57	56	rexeqdv 3145	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑘 = if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) → (∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗) ↔ ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)))
58	57	rspcva 3307	. . . . . . . . 9 ⊢ ((if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) → ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))
59	54, 55, 58	syl2anc 693	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))
60		nfv 1843	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑗𝜑
61	18	nfci 2754	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ Ⅎ𝑗𝑍
62	61, 19	nfral 2945	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑗∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)
63	60, 62	nfan 1828	. . . . . . . . . 10 ⊢ Ⅎ𝑗(𝜑 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))
64		nfv 1843	. . . . . . . . . 10 ⊢ Ⅎ𝑗 𝑦 ∈ ℝ
65	63, 64	nfan 1828	. . . . . . . . 9 ⊢ Ⅎ𝑗((𝜑 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ)
66		nfre1 3005	. . . . . . . . 9 ⊢ Ⅎ𝑗∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))
67	40	ad2antrr 762	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))) → 𝑀 ∈ ℤ)
68		eluzelz 11697	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀)) → 𝑗 ∈ ℤ)
69	68	adantl 482	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))) → 𝑗 ∈ ℤ)
70	67	zred 11482	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))) → 𝑀 ∈ ℝ)
71	4, 53	sseldi 3601	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) ∈ ℝ)
72	71	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))) → if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) ∈ ℝ)
73	69	zred 11482	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))) → 𝑗 ∈ ℝ)
74	4, 49	sseldi 3601	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
75	74	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝑀 ∈ ℝ)
76	42	zred 11482	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → (⌈‘𝑦) ∈ ℝ)
77	76	adantl 482	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (⌈‘𝑦) ∈ ℝ)
78		max1 12016	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ (⌈‘𝑦) ∈ ℝ) → 𝑀 ≤ if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))
79	75, 77, 78	syl2anc 693	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝑀 ≤ if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))
80	79	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))) → 𝑀 ≤ if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))
81		eluzle 11700	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀)) → if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) ≤ 𝑗)
82	81	adantl 482	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))) → if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) ≤ 𝑗)
83	70, 72, 73, 80, 82	letrd 10194	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))) → 𝑀 ≤ 𝑗)
84	2, 67, 69, 83	eluzd 39635	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))) → 𝑗 ∈ 𝑍)
85	84	3adant3 1081	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀)) ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) → 𝑗 ∈ 𝑍)
86		simplr 792	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))) → 𝑦 ∈ ℝ)
87		simpr 477	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝑦 ∈ ℝ)
88		ceilge 12645	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑦 ∈ ℝ → 𝑦 ≤ (⌈‘𝑦))
89	88	adantl 482	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝑦 ≤ (⌈‘𝑦))
90		max2 12018	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑀 ∈ ℝ ∧ (⌈‘𝑦) ∈ ℝ) → (⌈‘𝑦) ≤ if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))
91	75, 77, 90	syl2anc 693	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (⌈‘𝑦) ≤ if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))
92	87, 77, 71, 89, 91	letrd 10194	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → 𝑦 ≤ if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))
93	92	adantr 481	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))) → 𝑦 ≤ if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))
94	86, 72, 73, 93, 82	letrd 10194	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))) → 𝑦 ≤ 𝑗)
95	94	3adant3 1081	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀)) ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) → 𝑦 ≤ 𝑗)
96		simp3 1063	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀)) ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) → 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))
97	95, 96	jca 554	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀)) ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) → (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)))
98		rspe 3003	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)))
99	85, 97, 98	syl2anc 693	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀)) ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)))
100	99	3exp 1264	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀)) → (𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)))))
101	100	adantlr 751	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀)) → (𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)))))
102	65, 66, 101	rexlimd 3026	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))))
103	59, 102	mpd 15	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)))
104	103	ralrimiva 2966	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) → ∀𝑦 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)))
105	104	ex 450	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗) → ∀𝑦 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗))))
106	37, 105	impbid 202	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∀𝑦 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ↔ ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)))
107	106	rexbidv 3052	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)))
108	53	adantr 481	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)) → if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) ∈ 𝑍)
109	60, 64	nfan 1828	. . . . . . . . . 10 ⊢ Ⅎ𝑗(𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ)
110		nfra1 2941	. . . . . . . . . 10 ⊢ Ⅎ𝑗∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)
111	109, 110	nfan 1828	. . . . . . . . 9 ⊢ Ⅎ𝑗((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥))
112	94	adantlr 751	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))) → 𝑦 ≤ 𝑗)
113		simplr 792	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))) → ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥))
114	84	adantlr 751	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))) → 𝑗 ∈ 𝑍)
115		rspa 2930	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥))
116	113, 114, 115	syl2anc 693	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))) → (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥))
117	112, 116	mpd 15	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)) ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))) → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)
118	117	ex 450	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)) → (𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀)) → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥))
119	111, 118	ralrimi 2957	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)) → ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)
120	56	raleqdv 3144	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 = if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) → (∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥 ↔ ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥))
121	120	rspcev 3309	. . . . . . . 8 ⊢ ((if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀) ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘if(𝑀 ≤ (⌈‘𝑦), (⌈‘𝑦), 𝑀))(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥) → ∃𝑘 ∈ 𝑍 ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)
122	108, 119, 121	syl2anc 693	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) ∧ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)) → ∃𝑘 ∈ 𝑍 ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)
123	122	ex 450	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → (∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥) → ∃𝑘 ∈ 𝑍 ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥))
124	123	rexlimdva 3031	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥) → ∃𝑘 ∈ 𝑍 ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥))
125	4	sseli 3599	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑘 ∈ 𝑍 → 𝑘 ∈ ℝ)
126	125	ad2antlr 763	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) ∧ ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥) → 𝑘 ∈ ℝ)
127		nfra1 2941	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑗∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥
128	18, 127	nfan 1828	. . . . . . . . . 10 ⊢ Ⅎ𝑗(𝑘 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)
129		simp1r 1086	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑘 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑘 ≤ 𝑗) → ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)
130	26	3adant1r 1319	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑘 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑘 ≤ 𝑗) → 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘))
131		rspa 2930	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥 ∧ 𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)) → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)
132	129, 130, 131	syl2anc 693	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑘 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥) ∧ 𝑗 ∈ 𝑍 ∧ 𝑘 ≤ 𝑗) → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)
133	132	3exp 1264	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥) → (𝑗 ∈ 𝑍 → (𝑘 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)))
134	128, 133	ralrimi 2957	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑘 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥) → ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥))
135	134	adantll 750	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) ∧ ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥) → ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥))
136	8	imbi1d 331	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 = 𝑘 → ((𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥) ↔ (𝑘 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)))
137	136	ralbidv 2986	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 = 𝑘 → (∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥) ↔ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)))
138	137	rspcev 3309	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑘 ∈ ℝ ∧ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑘 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)) → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥))
139	126, 135, 138	syl2anc 693	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) ∧ ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥) → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥))
140	139	ex 450	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝑍) → (∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥 → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)))
141	140	rexlimdva 3031	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (∃𝑘 ∈ 𝑍 ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥 → ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)))
142	124, 141	impbid 202	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥) ↔ ∃𝑘 ∈ 𝑍 ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥))
143	142	rexbidv 3052	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥) ↔ ∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑘 ∈ 𝑍 ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥))
144	107, 143	anbi12d 747	. 2 ⊢ (𝜑 → ((∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑦 ∈ ℝ ∃𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 ∧ 𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗)) ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑦 ∈ ℝ ∀𝑗 ∈ 𝑍 (𝑦 ≤ 𝑗 → (𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)) ↔ (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗) ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑘 ∈ 𝑍 ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)))
145	7, 144	bitrd 268	1 ⊢ (𝜑 → ((lim sup‘𝐹) ∈ ℝ ↔ (∃𝑥 ∈ ℝ ∀𝑘 ∈ 𝑍 ∃𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)𝑥 ≤ (𝐹‘𝑗) ∧ ∃𝑥 ∈ ℝ ∃𝑘 ∈ 𝑍 ∀𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑘)(𝐹‘𝑗) ≤ 𝑥)))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 384   ∧ w3a 1037   = wceq 1483   ∈ wcel 1990  Ⅎwnfc 2751  ∀wral 2912  ∃wrex 2913   ⊆ wss 3574  ifcif 4086   class class class wbr 4653  ⟶wf 5884  ‘cfv 5888  ℝcr 9935  ℝ^*cxr 10073   ≤ cle 10075  ℤcz 11377  ℤ_≥cuz 11687  ⌈cceil 12592  lim supclsp 14201

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013  ax-pre-sup 10014

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-er 7742  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-sup 8348  df-inf 8349  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-nn 11021  df-n0 11293  df-z 11378  df-uz 11688  df-ico 12181  df-fl 12593  df-ceil 12594  df-limsup 14202

This theorem is referenced by:  limsupre3uz  39968  limsupreuz  39969