Theorem limccl 13268

Description: Closure of the limit operator. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Dec-2016.)

Assertion

Ref	Expression
limccl	|- ( F lim CC B ) C_ CC

Proof of Theorem limccl

Dummy variables d e f x y z w are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		id 19	. . . 4 |- ( w e. ( F lim CC B ) -> w e. ( F lim CC B ) )
2		df-limced 13265	. . . . . 6 |- lim CC = ( f e. ( CC ^pm CC ) , x e. CC |-> { y e. CC | ( ( f : dom f --> CC /\ dom f C_ CC ) /\ ( x e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. dom f ( ( z # x /\ ( abs ` ( z - x ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( f ` z ) - y ) ) < e ) ) ) } )
3	2	elmpocl1 6037	. . . . 5 |- ( w e. ( F lim CC B ) -> F e. ( CC ^pm CC ) )
4		limcrcl 13267	. . . . . 6 |- ( w e. ( F lim CC B ) -> ( F : dom F --> CC /\ dom F C_ CC /\ B e. CC ) )
5	4	simp3d 1001	. . . . 5 |- ( w e. ( F lim CC B ) -> B e. CC )
6		cnex 7877	. . . . . . 7 |- CC e. _V
7	6	rabex 4126	. . . . . 6 |- { y e. CC | ( ( F : dom F --> CC /\ dom F C_ CC ) /\ ( B e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. dom F ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - y ) ) < e ) ) ) } e. _V
8	7	a1i 9	. . . . 5 |- ( w e. ( F lim CC B ) -> { y e. CC | ( ( F : dom F --> CC /\ dom F C_ CC ) /\ ( B e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. dom F ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - y ) ) < e ) ) ) } e. _V )
9		simpl 108	. . . . . . . . . 10 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> f = F )
10	9	dmeqd 4806	. . . . . . . . . 10 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> dom f = dom F )
11	9, 10	feq12d 5327	. . . . . . . . 9 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( f : dom f --> CC <-> F : dom F --> CC ) )
12	10	sseq1d 3171	. . . . . . . . 9 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( dom f C_ CC <-> dom F C_ CC ) )
13	11, 12	anbi12d 465	. . . . . . . 8 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( ( f : dom f --> CC /\ dom f C_ CC ) <-> ( F : dom F --> CC /\ dom F C_ CC ) ) )
14		simpr 109	. . . . . . . . . 10 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> x = B )
15	14	eleq1d 2235	. . . . . . . . 9 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( x e. CC <-> B e. CC ) )
16	14	breq2d 3994	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( z # x <-> z # B ) )
17	14	oveq2d 5858	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( z - x ) = ( z - B ) )
18	17	fveq2d 5490	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( abs ` ( z - x ) ) = ( abs ` ( z - B ) ) )
19	18	breq1d 3992	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( ( abs ` ( z - x ) ) < d <-> ( abs ` ( z - B ) ) < d ) )
20	16, 19	anbi12d 465	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( ( z # x /\ ( abs ` ( z - x ) ) < d ) <-> ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) ) )
21	9	fveq1d 5488	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( f ` z ) = ( F ` z ) )
22	21	fvoveq1d 5864	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( abs ` ( ( f ` z ) - y ) ) = ( abs ` ( ( F ` z ) - y ) ) )
23	22	breq1d 3992	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( ( abs ` ( ( f ` z ) - y ) ) < e <-> ( abs ` ( ( F ` z ) - y ) ) < e ) )
24	20, 23	imbi12d 233	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( ( ( z # x /\ ( abs ` ( z - x ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( f ` z ) - y ) ) < e ) <-> ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - y ) ) < e ) ) )
25	10, 24	raleqbidv 2673	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( A. z e. dom f ( ( z # x /\ ( abs ` ( z - x ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( f ` z ) - y ) ) < e ) <-> A. z e. dom F ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - y ) ) < e ) ) )
26	25	rexbidv 2467	. . . . . . . . . 10 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( E. d e. RR+ A. z e. dom f ( ( z # x /\ ( abs ` ( z - x ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( f ` z ) - y ) ) < e ) <-> E. d e. RR+ A. z e. dom F ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - y ) ) < e ) ) )
27	26	ralbidv 2466	. . . . . . . . 9 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. dom f ( ( z # x /\ ( abs ` ( z - x ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( f ` z ) - y ) ) < e ) <-> A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. dom F ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - y ) ) < e ) ) )
28	15, 27	anbi12d 465	. . . . . . . 8 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( ( x e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. dom f ( ( z # x /\ ( abs ` ( z - x ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( f ` z ) - y ) ) < e ) ) <-> ( B e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. dom F ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - y ) ) < e ) ) ) )
29	13, 28	anbi12d 465	. . . . . . 7 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> ( ( ( f : dom f --> CC /\ dom f C_ CC ) /\ ( x e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. dom f ( ( z # x /\ ( abs ` ( z - x ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( f ` z ) - y ) ) < e ) ) ) <-> ( ( F : dom F --> CC /\ dom F C_ CC ) /\ ( B e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. dom F ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - y ) ) < e ) ) ) ) )
30	29	rabbidv 2715	. . . . . 6 |- ( ( f = F /\ x = B ) -> { y e. CC | ( ( f : dom f --> CC /\ dom f C_ CC ) /\ ( x e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. dom f ( ( z # x /\ ( abs ` ( z - x ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( f ` z ) - y ) ) < e ) ) ) } = { y e. CC | ( ( F : dom F --> CC /\ dom F C_ CC ) /\ ( B e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. dom F ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - y ) ) < e ) ) ) } )
31	30, 2	ovmpoga 5971	. . . . 5 |- ( ( F e. ( CC ^pm CC ) /\ B e. CC /\ { y e. CC | ( ( F : dom F --> CC /\ dom F C_ CC ) /\ ( B e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. dom F ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - y ) ) < e ) ) ) } e. _V ) -> ( F lim CC B ) = { y e. CC | ( ( F : dom F --> CC /\ dom F C_ CC ) /\ ( B e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. dom F ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - y ) ) < e ) ) ) } )
32	3, 5, 8, 31	syl3anc 1228	. . . 4 |- ( w e. ( F lim CC B ) -> ( F lim CC B ) = { y e. CC | ( ( F : dom F --> CC /\ dom F C_ CC ) /\ ( B e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. dom F ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - y ) ) < e ) ) ) } )
33	1, 32	eleqtrd 2245	. . 3 |- ( w e. ( F lim CC B ) -> w e. { y e. CC | ( ( F : dom F --> CC /\ dom F C_ CC ) /\ ( B e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. dom F ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - y ) ) < e ) ) ) } )
34		elrabi 2879	. . 3 |- ( w e. { y e. CC | ( ( F : dom F --> CC /\ dom F C_ CC ) /\ ( B e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. dom F ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - y ) ) < e ) ) ) } -> w e. CC )
35	33, 34	syl 14	. 2 |- ( w e. ( F lim CC B ) -> w e. CC )
36	35	ssriv 3146	1 |- ( F lim CC B ) C_ CC

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 103   = wceq 1343   e. wcel 2136   A.wral 2444   E.wrex 2445   {crab 2448   _Vcvv 2726   C_ wss 3116   class class class wbr 3982   dom cdm 4604   -->wf 5184   ` cfv 5188  (class class class)co 5842   ^pm cpm 6615   CCcc 7751   < clt 7933   - cmin 8069   # cap 8479   RR+crp 9589   abscabs 10939   lim CC climc 13263

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 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1435  ax-7 1436  ax-gen 1437  ax-ie1 1481  ax-ie2 1482  ax-8 1492  ax-10 1493  ax-11 1494  ax-i12 1495  ax-bndl 1497  ax-4 1498  ax-17 1514  ax-i9 1518  ax-ial 1522  ax-i5r 1523  ax-13 2138  ax-14 2139  ax-ext 2147  ax-sep 4100  ax-pow 4153  ax-pr 4187  ax-un 4411  ax-setind 4514  ax-cnex 7844

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 970  df-tru 1346  df-fal 1349  df-nf 1449  df-sb 1751  df-eu 2017  df-mo 2018  df-clab 2152  df-cleq 2158  df-clel 2161  df-nfc 2297  df-ne 2337  df-ral 2449  df-rex 2450  df-rab 2453  df-v 2728  df-sbc 2952  df-dif 3118  df-un 3120  df-in 3122  df-ss 3129  df-pw 3561  df-sn 3582  df-pr 3583  df-op 3585  df-uni 3790  df-br 3983  df-opab 4044  df-id 4271  df-xp 4610  df-rel 4611  df-cnv 4612  df-co 4613  df-dm 4614  df-rn 4615  df-iota 5153  df-fun 5190  df-fn 5191  df-f 5192  df-fv 5196  df-ov 5845  df-oprab 5846  df-mpo 5847  df-pm 6617  df-limced 13265

This theorem is referenced by:  reldvg  13288  dvfvalap  13290  dvcl  13292