Возможны случаи:
§ - наименьший элемент подмножества;
§ . Рассмотрим множество . , т.к.
. . Такой элемент обязательно найдется, т.к. в противном случае . Покажем, что наименьший в . . Предположим, что . Тогда . Последнее противоречит условию , следовательно, предположение неверно. Тогда такой, что . Таким образом, - наименьший в .
что и требовалось доказать.
Теорема 8. Любое непустое ограниченное сверху подмножество множества натуральных чисел имеет наибольший элемент.