Theorem cau3 11079

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 10952 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 9506	. . . 4 |- ( ZZ>= ` M ) C_ ZZ
3	1, 2	eqsstri 3179	. . 3 |- Z C_ ZZ
4		id 19	. . 3 |- ( ( F ` k ) e. CC -> ( F ` k ) e. CC )
5		eleq1 2233	. . 3 |- ( ( F ` k ) = ( F ` j ) -> ( ( F ` k ) e. CC <-> ( F ` j ) e. CC ) )
6		eleq1 2233	. . 3 |- ( ( F ` k ) = ( F ` m ) -> ( ( F ` k ) e. CC <-> ( F ` m ) e. CC ) )
7		abssub 11065	. . . 4 |- ( ( ( F ` j ) e. CC /\ ( F ` k ) e. CC ) -> ( abs ` ( ( F ` j ) - ( F ` k ) ) ) = ( abs ` ( ( F ` k ) - ( F ` j ) ) ) )
8	7	3adant1 1010	. . 3 |- ( ( T. /\ ( F ` j ) e. CC /\ ( F ` k ) e. CC ) -> ( abs ` ( ( F ` j ) - ( F ` k ) ) ) = ( abs ` ( ( F ` k ) - ( F ` j ) ) ) )
9		abssub 11065	. . . 4 |- ( ( ( F ` m ) e. CC /\ ( F ` j ) e. CC ) -> ( abs ` ( ( F ` m ) - ( F ` j ) ) ) = ( abs ` ( ( F ` j ) - ( F ` m ) ) ) )
10	9	3adant1 1010	. . 3 |- ( ( T. /\ ( F ` m ) e. CC /\ ( F ` j ) e. CC ) -> ( abs ` ( ( F ` m ) - ( F ` j ) ) ) = ( abs ` ( ( F ` j ) - ( F ` m ) ) ) )
11		abs3lem 11075	. . . 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 1010	. . 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 11078	. 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 1357	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 1348   T. wtru 1349   e. wcel 2141   A.wral 2448   E.wrex 2449   class class class wbr 3989   ` cfv 5198  (class class class)co 5853   CCcc 7772   RRcr 7773   < clt 7954   - cmin 8090   / cdiv 8589   2c2 8929   ZZcz 9212   ZZ>=cuz 9487   RR+crp 9610   abscabs 10961

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 609  ax-in2 610  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-13 2143  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-coll 4104  ax-sep 4107  ax-nul 4115  ax-pow 4160  ax-pr 4194  ax-un 4418  ax-setind 4521  ax-iinf 4572  ax-cnex 7865  ax-resscn 7866  ax-1cn 7867  ax-1re 7868  ax-icn 7869  ax-addcl 7870  ax-addrcl 7871  ax-mulcl 7872  ax-mulrcl 7873  ax-addcom 7874  ax-mulcom 7875  ax-addass 7876  ax-mulass 7877  ax-distr 7878  ax-i2m1 7879  ax-0lt1 7880  ax-1rid 7881  ax-0id 7882  ax-rnegex 7883  ax-precex 7884  ax-cnre 7885  ax-pre-ltirr 7886  ax-pre-ltwlin 7887  ax-pre-lttrn 7888  ax-pre-apti 7889  ax-pre-ltadd 7890  ax-pre-mulgt0 7891  ax-pre-mulext 7892  ax-arch 7893  ax-caucvg 7894

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 830  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1351  df-fal 1354  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ne 2341  df-nel 2436  df-ral 2453  df-rex 2454  df-reu 2455  df-rmo 2456  df-rab 2457  df-v 2732  df-sbc 2956  df-csb 3050  df-dif 3123  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-nul 3415  df-if 3527  df-pw 3568  df-sn 3589  df-pr 3590  df-op 3592  df-uni 3797  df-int 3832  df-iun 3875  df-br 3990  df-opab 4051  df-mpt 4052  df-tr 4088  df-id 4278  df-po 4281  df-iso 4282  df-iord 4351  df-on 4353  df-ilim 4354  df-suc 4356  df-iom 4575  df-xp 4617  df-rel 4618  df-cnv 4619  df-co 4620  df-dm 4621  df-rn 4622  df-res 4623  df-ima 4624  df-iota 5160  df-fun 5200  df-fn 5201  df-f 5202  df-f1 5203  df-fo 5204  df-f1o 5205  df-fv 5206  df-riota 5809  df-ov 5856  df-oprab 5857  df-mpo 5858  df-1st 6119  df-2nd 6120  df-recs 6284  df-frec 6370  df-pnf 7956  df-mnf 7957  df-xr 7958  df-ltxr 7959  df-le 7960  df-sub 8092  df-neg 8093  df-reap 8494  df-ap 8501  df-div 8590  df-inn 8879  df-2 8937  df-3 8938  df-4 8939  df-n0 9136  df-z 9213  df-uz 9488  df-rp 9611  df-seqfrec 10402  df-exp 10476  df-cj 10806  df-re 10807  df-im 10808  df-rsqrt 10962  df-abs 10963

This theorem is referenced by:  cau4  11080  serf0  11315