Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  reclimc Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem reclimc 40203
 Description: Limit of the reciprocal of a function. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
reclimc.f 𝐹 = (𝑥𝐴𝐵)
reclimc.g 𝐺 = (𝑥𝐴 ↦ (1 / 𝐵))
reclimc.b ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0}))
reclimc.c (𝜑𝐶 ∈ (𝐹 lim 𝐷))
reclimc.cne0 (𝜑𝐶 ≠ 0)
Assertion
Ref Expression
reclimc (𝜑 → (1 / 𝐶) ∈ (𝐺 lim 𝐷))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐶   𝑥,𝐷   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥)   𝐹(𝑥)   𝐺(𝑥)

Proof of Theorem reclimc
StepHypRef Expression
1 eqid 2651 . . . 4 (𝑥𝐴 ↦ (𝐶𝐵)) = (𝑥𝐴 ↦ (𝐶𝐵))
2 eqid 2651 . . . 4 (𝑥𝐴 ↦ (𝐵 · 𝐶)) = (𝑥𝐴 ↦ (𝐵 · 𝐶))
3 eqid 2651 . . . 4 (𝑥𝐴 ↦ ((𝐶𝐵) / (𝐵 · 𝐶))) = (𝑥𝐴 ↦ ((𝐶𝐵) / (𝐵 · 𝐶)))
4 limccl 23684 . . . . . . 7 (𝐹 lim 𝐷) ⊆ ℂ
5 reclimc.c . . . . . . 7 (𝜑𝐶 ∈ (𝐹 lim 𝐷))
64, 5sseldi 3634 . . . . . 6 (𝜑𝐶 ∈ ℂ)
76adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
8 reclimc.b . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0}))
98eldifad 3619 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
107, 9subcld 10430 . . . 4 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝐶𝐵) ∈ ℂ)
119, 7mulcld 10098 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝐵 · 𝐶) ∈ ℂ)
12 eldifsni 4353 . . . . . . . . 9 (𝐵 ∈ (ℂ ∖ {0}) → 𝐵 ≠ 0)
138, 12syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐵 ≠ 0)
14 reclimc.cne0 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐶 ≠ 0)
1514adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝐶 ≠ 0)
169, 7, 13, 15mulne0d 10717 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝐵 · 𝐶) ≠ 0)
1716neneqd 2828 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴) → ¬ (𝐵 · 𝐶) = 0)
18 elsng 4224 . . . . . . 7 ((𝐵 · 𝐶) ∈ ℂ → ((𝐵 · 𝐶) ∈ {0} ↔ (𝐵 · 𝐶) = 0))
1911, 18syl 17 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴) → ((𝐵 · 𝐶) ∈ {0} ↔ (𝐵 · 𝐶) = 0))
2017, 19mtbird 314 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴) → ¬ (𝐵 · 𝐶) ∈ {0})
2111, 20eldifd 3618 . . . 4 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝐵 · 𝐶) ∈ (ℂ ∖ {0}))
22 eqid 2651 . . . . . 6 (𝑥𝐴𝐶) = (𝑥𝐴𝐶)
23 eqid 2651 . . . . . 6 (𝑥𝐴 ↦ -𝐵) = (𝑥𝐴 ↦ -𝐵)
24 eqid 2651 . . . . . 6 (𝑥𝐴 ↦ (𝐶 + -𝐵)) = (𝑥𝐴 ↦ (𝐶 + -𝐵))
259negcld 10417 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴) → -𝐵 ∈ ℂ)
26 reclimc.f . . . . . . . 8 𝐹 = (𝑥𝐴𝐵)
2726, 9, 5limcmptdm 40185 . . . . . . 7 (𝜑𝐴 ⊆ ℂ)
28 limcrcl 23683 . . . . . . . . 9 (𝐶 ∈ (𝐹 lim 𝐷) → (𝐹:dom 𝐹⟶ℂ ∧ dom 𝐹 ⊆ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ))
295, 28syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐹:dom 𝐹⟶ℂ ∧ dom 𝐹 ⊆ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ))
3029simp3d 1095 . . . . . . 7 (𝜑𝐷 ∈ ℂ)
3122, 27, 6, 30constlimc 40174 . . . . . 6 (𝜑𝐶 ∈ ((𝑥𝐴𝐶) lim 𝐷))
3226, 23, 9, 5neglimc 40197 . . . . . 6 (𝜑 → -𝐶 ∈ ((𝑥𝐴 ↦ -𝐵) lim 𝐷))
3322, 23, 24, 7, 25, 31, 32addlimc 40198 . . . . 5 (𝜑 → (𝐶 + -𝐶) ∈ ((𝑥𝐴 ↦ (𝐶 + -𝐵)) lim 𝐷))
346negidd 10420 . . . . 5 (𝜑 → (𝐶 + -𝐶) = 0)
357, 9negsubd 10436 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝐶 + -𝐵) = (𝐶𝐵))
3635mpteq2dva 4777 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥𝐴 ↦ (𝐶 + -𝐵)) = (𝑥𝐴 ↦ (𝐶𝐵)))
3736oveq1d 6705 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑥𝐴 ↦ (𝐶 + -𝐵)) lim 𝐷) = ((𝑥𝐴 ↦ (𝐶𝐵)) lim 𝐷))
3833, 34, 373eltr3d 2744 . . . 4 (𝜑 → 0 ∈ ((𝑥𝐴 ↦ (𝐶𝐵)) lim 𝐷))
3926, 22, 2, 9, 7, 5, 31mullimc 40166 . . . 4 (𝜑 → (𝐶 · 𝐶) ∈ ((𝑥𝐴 ↦ (𝐵 · 𝐶)) lim 𝐷))
406, 6, 14, 14mulne0d 10717 . . . 4 (𝜑 → (𝐶 · 𝐶) ≠ 0)
411, 2, 3, 10, 21, 38, 39, 400ellimcdiv 40199 . . 3 (𝜑 → 0 ∈ ((𝑥𝐴 ↦ ((𝐶𝐵) / (𝐵 · 𝐶))) lim 𝐷))
42 1cnd 10094 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴) → 1 ∈ ℂ)
4342, 9, 42, 7, 13, 15divsubdivd 10884 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴) → ((1 / 𝐵) − (1 / 𝐶)) = (((1 · 𝐶) − (1 · 𝐵)) / (𝐵 · 𝐶)))
447mulid2d 10096 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐴) → (1 · 𝐶) = 𝐶)
459mulid2d 10096 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐴) → (1 · 𝐵) = 𝐵)
4644, 45oveq12d 6708 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴) → ((1 · 𝐶) − (1 · 𝐵)) = (𝐶𝐵))
4746oveq1d 6705 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴) → (((1 · 𝐶) − (1 · 𝐵)) / (𝐵 · 𝐶)) = ((𝐶𝐵) / (𝐵 · 𝐶)))
4843, 47eqtr2d 2686 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐴) → ((𝐶𝐵) / (𝐵 · 𝐶)) = ((1 / 𝐵) − (1 / 𝐶)))
4948mpteq2dva 4777 . . . 4 (𝜑 → (𝑥𝐴 ↦ ((𝐶𝐵) / (𝐵 · 𝐶))) = (𝑥𝐴 ↦ ((1 / 𝐵) − (1 / 𝐶))))
5049oveq1d 6705 . . 3 (𝜑 → ((𝑥𝐴 ↦ ((𝐶𝐵) / (𝐵 · 𝐶))) lim 𝐷) = ((𝑥𝐴 ↦ ((1 / 𝐵) − (1 / 𝐶))) lim 𝐷))
5141, 50eleqtrd 2732 . 2 (𝜑 → 0 ∈ ((𝑥𝐴 ↦ ((1 / 𝐵) − (1 / 𝐶))) lim 𝐷))
52 reclimc.g . . 3 𝐺 = (𝑥𝐴 ↦ (1 / 𝐵))
53 eqid 2651 . . 3 (𝑥𝐴 ↦ ((1 / 𝐵) − (1 / 𝐶))) = (𝑥𝐴 ↦ ((1 / 𝐵) − (1 / 𝐶)))
549, 13reccld 10832 . . 3 ((𝜑𝑥𝐴) → (1 / 𝐵) ∈ ℂ)
556, 14reccld 10832 . . 3 (𝜑 → (1 / 𝐶) ∈ ℂ)
5652, 53, 27, 54, 30, 55ellimcabssub0 40167 . 2 (𝜑 → ((1 / 𝐶) ∈ (𝐺 lim 𝐷) ↔ 0 ∈ ((𝑥𝐴 ↦ ((1 / 𝐵) − (1 / 𝐶))) lim 𝐷)))
5751, 56mpbird 247 1 (𝜑 → (1 / 𝐶) ∈ (𝐺 lim 𝐷))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 383   ∧ w3a 1054   = wceq 1523   ∈ wcel 2030   ≠ wne 2823   ∖ cdif 3604   ⊆ wss 3607  {csn 4210   ↦ cmpt 4762  dom cdm 5143  ⟶wf 5922  (class class class)co 6690  ℂcc 9972  0cc0 9974  1c1 9975   + caddc 9977   · cmul 9979   − cmin 10304  -cneg 10305   / cdiv 10722   limℂ climc 23671 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-fal 1529  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-oadd 7609  df-er 7787  df-map 7901  df-pm 7902  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-fi 8358  df-sup 8389  df-inf 8390  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-4 11119  df-5 11120  df-6 11121  df-7 11122  df-8 11123  df-9 11124  df-n0 11331  df-z 11416  df-dec 11532  df-uz 11726  df-q 11827  df-rp 11871  df-xneg 11984  df-xadd 11985  df-xmul 11986  df-fz 12365  df-seq 12842  df-exp 12901  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-struct 15906  df-ndx 15907  df-slot 15908  df-base 15910  df-plusg 16001  df-mulr 16002  df-starv 16003  df-tset 16007  df-ple 16008  df-ds 16011  df-unif 16012  df-rest 16130  df-topn 16131  df-topgen 16151  df-psmet 19786  df-xmet 19787  df-met 19788  df-bl 19789  df-mopn 19790  df-cnfld 19795  df-top 20747  df-topon 20764  df-topsp 20785  df-bases 20798  df-cnp 21080  df-xms 22172  df-ms 22173  df-limc 23675 This theorem is referenced by:  divlimc  40206  fourierdlem62  40703
 Copyright terms: Public domain W3C validator