Theorem cau3 10609

Description: Convert between three-quantifier and four-quantifier versions of the Cauchy criterion. (In particular, the four-quantifier version has no occurrence of j in the assertion, so it can be used with rexanuz 10482 and friends.) (Contributed by Mario Carneiro, 15-Feb-2014.)

Hypothesis

Ref	Expression
cau3.1	|- Z = ( ZZ>= ` M )

Assertion

Ref	Expression
cau3	|- ( A. x e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ( F ` k ) e. CC /\ ( abs ` ( ( F ` k ) - ( F ` j ) ) ) < x ) <-> A. x e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ( F ` k ) e. CC /\ A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( abs ` ( ( F ` k ) - ( F ` m ) ) ) < x ) )

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

Allowed substitution hints:   M( m)   Z( m)

Proof of Theorem cau3

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cau3.1	. . . 4 |- Z = ( ZZ>= ` M )
2		uzssz 9099	. . . 4 |- ( ZZ>= ` M ) C_ ZZ
3	1, 2	eqsstri 3057	. . 3 |- Z C_ ZZ
4		id 19	. . 3 |- ( ( F ` k ) e. CC -> ( F ` k ) e. CC )
5		eleq1 2151	. . 3 |- ( ( F ` k ) = ( F ` j ) -> ( ( F ` k ) e. CC <-> ( F ` j ) e. CC ) )
6		eleq1 2151	. . 3 |- ( ( F ` k ) = ( F ` m ) -> ( ( F ` k ) e. CC <-> ( F ` m ) e. CC ) )
7		abssub 10595	. . . 4 |- ( ( ( F ` j ) e. CC /\ ( F ` k ) e. CC ) -> ( abs ` ( ( F ` j ) - ( F ` k ) ) ) = ( abs ` ( ( F ` k ) - ( F ` j ) ) ) )
8	7	3adant1 962	. . 3 |- ( ( T. /\ ( F ` j ) e. CC /\ ( F ` k ) e. CC ) -> ( abs ` ( ( F ` j ) - ( F ` k ) ) ) = ( abs ` ( ( F ` k ) - ( F ` j ) ) ) )
9		abssub 10595	. . . 4 |- ( ( ( F ` m ) e. CC /\ ( F ` j ) e. CC ) -> ( abs ` ( ( F ` m ) - ( F ` j ) ) ) = ( abs ` ( ( F ` j ) - ( F ` m ) ) ) )
10	9	3adant1 962	. . 3 |- ( ( T. /\ ( F ` m ) e. CC /\ ( F ` j ) e. CC ) -> ( abs ` ( ( F ` m ) - ( F ` j ) ) ) = ( abs ` ( ( F ` j ) - ( F ` m ) ) ) )
11		abs3lem 10605	. . . 4 |- ( ( ( ( F ` k ) e. CC /\ ( F ` m ) e. CC ) /\ ( ( F ` j ) e. CC /\ x e. RR ) ) -> ( ( ( abs ` ( ( F ` k ) - ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) /\ ( abs ` ( ( F ` j ) - ( F ` m ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> ( abs ` ( ( F ` k ) - ( F ` m ) ) ) < x ) )
12	11	3adant1 962	. . 3 |- ( ( T. /\ ( ( F ` k ) e. CC /\ ( F ` m ) e. CC ) /\ ( ( F ` j ) e. CC /\ x e. RR ) ) -> ( ( ( abs ` ( ( F ` k ) - ( F ` j ) ) ) < ( x / 2 ) /\ ( abs ` ( ( F ` j ) - ( F ` m ) ) ) < ( x / 2 ) ) -> ( abs ` ( ( F ` k ) - ( F ` m ) ) ) < x ) )
13	3, 4, 5, 6, 8, 10, 12	cau3lem 10608	. 2 |- ( T. -> ( A. x e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ( F ` k ) e. CC /\ ( abs ` ( ( F ` k ) - ( F ` j ) ) ) < x ) <-> A. x e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ( F ` k ) e. CC /\ A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( abs ` ( ( F ` k ) - ( F ` m ) ) ) < x ) ) )
14	13	mptru 1299	1 |- ( A. x e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ( F ` k ) e. CC /\ ( abs ` ( ( F ` k ) - ( F ` j ) ) ) < x ) <-> A. x e. RR+ E. j e. Z A. k e. ( ZZ>= ` j ) ( ( F ` k ) e. CC /\ A. m e. ( ZZ>= ` k ) ( abs ` ( ( F ` k ) - ( F ` m ) ) ) < x ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 103   <-> wb 104   = wceq 1290   T. wtru 1291   e. wcel 1439   A.wral 2360   E.wrex 2361   class class class wbr 3851   ` cfv 5028  (class class class)co 5666   CCcc 7409   RRcr 7410   < clt 7583   - cmin 7714   / cdiv 8200   2c2 8534   ZZcz 8811   ZZ>=cuz 9080   RR+crp 9195   abscabs 10491

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 580  ax-in2 581  ax-io 666  ax-5 1382  ax-7 1383  ax-gen 1384  ax-ie1 1428  ax-ie2 1429  ax-8 1441  ax-10 1442  ax-11 1443  ax-i12 1444  ax-bndl 1445  ax-4 1446  ax-13 1450  ax-14 1451  ax-17 1465  ax-i9 1469  ax-ial 1473  ax-i5r 1474  ax-ext 2071  ax-coll 3960  ax-sep 3963  ax-nul 3971  ax-pow 4015  ax-pr 4045  ax-un 4269  ax-setind 4366  ax-iinf 4416  ax-cnex 7497  ax-resscn 7498  ax-1cn 7499  ax-1re 7500  ax-icn 7501  ax-addcl 7502  ax-addrcl 7503  ax-mulcl 7504  ax-mulrcl 7505  ax-addcom 7506  ax-mulcom 7507  ax-addass 7508  ax-mulass 7509  ax-distr 7510  ax-i2m1 7511  ax-0lt1 7512  ax-1rid 7513  ax-0id 7514  ax-rnegex 7515  ax-precex 7516  ax-cnre 7517  ax-pre-ltirr 7518  ax-pre-ltwlin 7519  ax-pre-lttrn 7520  ax-pre-apti 7521  ax-pre-ltadd 7522  ax-pre-mulgt0 7523  ax-pre-mulext 7524  ax-arch 7525  ax-caucvg 7526

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 782  df-3or 926  df-3an 927  df-tru 1293  df-fal 1296  df-nf 1396  df-sb 1694  df-eu 1952  df-mo 1953  df-clab 2076  df-cleq 2082  df-clel 2085  df-nfc 2218  df-ne 2257  df-nel 2352  df-ral 2365  df-rex 2366  df-reu 2367  df-rmo 2368  df-rab 2369  df-v 2622  df-sbc 2842  df-csb 2935  df-dif 3002  df-un 3004  df-in 3006  df-ss 3013  df-nul 3288  df-if 3398  df-pw 3435  df-sn 3456  df-pr 3457  df-op 3459  df-uni 3660  df-int 3695  df-iun 3738  df-br 3852  df-opab 3906  df-mpt 3907  df-tr 3943  df-id 4129  df-po 4132  df-iso 4133  df-iord 4202  df-on 4204  df-ilim 4205  df-suc 4207  df-iom 4419  df-xp 4458  df-rel 4459  df-cnv 4460  df-co 4461  df-dm 4462  df-rn 4463  df-res 4464  df-ima 4465  df-iota 4993  df-fun 5030  df-fn 5031  df-f 5032  df-f1 5033  df-fo 5034  df-f1o 5035  df-fv 5036  df-riota 5622  df-ov 5669  df-oprab 5670  df-mpt2 5671  df-1st 5925  df-2nd 5926  df-recs 6084  df-frec 6170  df-pnf 7585  df-mnf 7586  df-xr 7587  df-ltxr 7588  df-le 7589  df-sub 7716  df-neg 7717  df-reap 8113  df-ap 8120  df-div 8201  df-inn 8484  df-2 8542  df-3 8543  df-4 8544  df-n0 8735  df-z 8812  df-uz 9081  df-rp 9196  df-iseq 9914  df-seq3 9915  df-exp 10016  df-cj 10337  df-re 10338  df-im 10339  df-rsqrt 10492  df-abs 10493

This theorem is referenced by:  cau4  10610  serf0  10802