Theorem limcdifap 13271

Description: It suffices to consider functions which are not defined at B to define the limit of a function. In particular, the value of the original function F at B does not affect the limit of F. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Dec-2016.) (Revised by Jim Kingdon, 3-Jun-2023.)

Hypotheses

Ref	Expression
limccl.f	|- ( ph -> F : A --> CC )
limcdifap.a	|- ( ph -> A C_ CC )

Assertion

Ref	Expression
limcdifap	|- ( ph -> ( F lim CC B ) = ( ( F |` { x e. A | x # B } ) lim CC B ) )

Distinct variable groups:   x, A   x, B

Allowed substitution hints:   ph( x)   F( x)

Proof of Theorem limcdifap

Dummy variables d e u z are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		limcrcl 13267	. . . . 5 |- ( u e. ( F lim CC B ) -> ( F : dom F --> CC /\ dom F C_ CC /\ B e. CC ) )
2	1	simp3d 1001	. . . 4 |- ( u e. ( F lim CC B ) -> B e. CC )
3	2	a1i 9	. . 3 |- ( ph -> ( u e. ( F lim CC B ) -> B e. CC ) )
4		limcrcl 13267	. . . . 5 |- ( u e. ( ( F |` { x e. A | x # B } ) lim CC B ) -> ( ( F |` { x e. A | x # B } ) : dom ( F |` { x e. A | x # B } ) --> CC /\ dom ( F |` { x e. A | x # B } ) C_ CC /\ B e. CC ) )
5	4	simp3d 1001	. . . 4 |- ( u e. ( ( F |` { x e. A | x # B } ) lim CC B ) -> B e. CC )
6	5	a1i 9	. . 3 |- ( ph -> ( u e. ( ( F |` { x e. A | x # B } ) lim CC B ) -> B e. CC ) )
7		breq1 3985	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( x = z -> ( x # B <-> z # B ) )
8		simplr 520	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( ( ph /\ B e. CC ) /\ z e. A ) /\ z # B ) -> z e. A )
9		simpr 109	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( ( ph /\ B e. CC ) /\ z e. A ) /\ z # B ) -> z # B )
10	7, 8, 9	elrabd 2884	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ( ph /\ B e. CC ) /\ z e. A ) /\ z # B ) -> z e. { x e. A | x # B } )
11		fvres 5510	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( z e. { x e. A | x # B } -> ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) = ( F ` z ) )
12	11	eqcomd 2171	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( z e. { x e. A | x # B } -> ( F ` z ) = ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) )
13	10, 12	syl 14	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ( ph /\ B e. CC ) /\ z e. A ) /\ z # B ) -> ( F ` z ) = ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) )
14	13	fvoveq1d 5864	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ph /\ B e. CC ) /\ z e. A ) /\ z # B ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - u ) ) = ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) )
15	14	breq1d 3992	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ph /\ B e. CC ) /\ z e. A ) /\ z # B ) -> ( ( abs ` ( ( F ` z ) - u ) ) < e <-> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) )
16	15	imbi2d 229	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ph /\ B e. CC ) /\ z e. A ) /\ z # B ) -> ( ( ( abs ` ( z - B ) ) < d -> ( abs ` ( ( F ` z ) - u ) ) < e ) <-> ( ( abs ` ( z - B ) ) < d -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) ) )
17	16	pm5.74da 440	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ B e. CC ) /\ z e. A ) -> ( ( z # B -> ( ( abs ` ( z - B ) ) < d -> ( abs ` ( ( F ` z ) - u ) ) < e ) ) <-> ( z # B -> ( ( abs ` ( z - B ) ) < d -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) ) ) )
18		impexp 261	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - u ) ) < e ) <-> ( z # B -> ( ( abs ` ( z - B ) ) < d -> ( abs ` ( ( F ` z ) - u ) ) < e ) ) )
19		impexp 261	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) <-> ( z # B -> ( ( abs ` ( z - B ) ) < d -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) ) )
20	19	imbi2i 225	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( z # B -> ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) ) <-> ( z # B -> ( z # B -> ( ( abs ` ( z - B ) ) < d -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) ) ) )
21		pm5.4 248	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( z # B -> ( z # B -> ( ( abs ` ( z - B ) ) < d -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) ) ) <-> ( z # B -> ( ( abs ` ( z - B ) ) < d -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) ) )
22	20, 21	bitri 183	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( z # B -> ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) ) <-> ( z # B -> ( ( abs ` ( z - B ) ) < d -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) ) )
23	17, 18, 22	3bitr4g 222	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ B e. CC ) /\ z e. A ) -> ( ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - u ) ) < e ) <-> ( z # B -> ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) ) ) )
24	23	ralbidva 2462	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ B e. CC ) -> ( A. z e. A ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - u ) ) < e ) <-> A. z e. A ( z # B -> ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) ) ) )
25	7	ralrab 2887	. . . . . . . . 9 |- ( A. z e. { x e. A | x # B } ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) <-> A. z e. A ( z # B -> ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) ) )
26	24, 25	bitr4di 197	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ B e. CC ) -> ( A. z e. A ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - u ) ) < e ) <-> A. z e. { x e. A | x # B } ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) ) )
27	26	rexbidv 2467	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ B e. CC ) -> ( E. d e. RR+ A. z e. A ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - u ) ) < e ) <-> E. d e. RR+ A. z e. { x e. A | x # B } ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) ) )
28	27	ralbidv 2466	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ B e. CC ) -> ( A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. A ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - u ) ) < e ) <-> A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. { x e. A | x # B } ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) ) )
29	28	anbi2d 460	. . . . 5 |- ( ( ph /\ B e. CC ) -> ( ( u e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. A ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - u ) ) < e ) ) <-> ( u e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. { x e. A | x # B } ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) ) ) )
30		limccl.f	. . . . . . 7 |- ( ph -> F : A --> CC )
31	30	adantr 274	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ B e. CC ) -> F : A --> CC )
32		limcdifap.a	. . . . . . 7 |- ( ph -> A C_ CC )
33	32	adantr 274	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ B e. CC ) -> A C_ CC )
34		simpr 109	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ B e. CC ) -> B e. CC )
35	31, 33, 34	ellimc3ap 13270	. . . . 5 |- ( ( ph /\ B e. CC ) -> ( u e. ( F lim CC B ) <-> ( u e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. A ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( F ` z ) - u ) ) < e ) ) ) )
36		ssrab2 3227	. . . . . . 7 |- { x e. A | x # B } C_ A
37		fssres 5363	. . . . . . 7 |- ( ( F : A --> CC /\ { x e. A | x # B } C_ A ) -> ( F |` { x e. A | x # B } ) : { x e. A | x # B } --> CC )
38	31, 36, 37	sylancl 410	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ B e. CC ) -> ( F |` { x e. A | x # B } ) : { x e. A | x # B } --> CC )
39	36, 33	sstrid 3153	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ B e. CC ) -> { x e. A | x # B } C_ CC )
40	38, 39, 34	ellimc3ap 13270	. . . . 5 |- ( ( ph /\ B e. CC ) -> ( u e. ( ( F |` { x e. A | x # B } ) lim CC B ) <-> ( u e. CC /\ A. e e. RR+ E. d e. RR+ A. z e. { x e. A | x # B } ( ( z # B /\ ( abs ` ( z - B ) ) < d ) -> ( abs ` ( ( ( F |` { x e. A | x # B } ) ` z ) - u ) ) < e ) ) ) )
41	29, 35, 40	3bitr4d 219	. . . 4 |- ( ( ph /\ B e. CC ) -> ( u e. ( F lim CC B ) <-> u e. ( ( F |` { x e. A | x # B } ) lim CC B ) ) )
42	41	ex 114	. . 3 |- ( ph -> ( B e. CC -> ( u e. ( F lim CC B ) <-> u e. ( ( F |` { x e. A | x # B } ) lim CC B ) ) ) )
43	3, 6, 42	pm5.21ndd 695	. 2 |- ( ph -> ( u e. ( F lim CC B ) <-> u e. ( ( F |` { x e. A | x # B } ) lim CC B ) ) )
44	43	eqrdv 2163	1 |- ( ph -> ( F lim CC B ) = ( ( F |` { x e. A | x # B } ) lim CC B ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 103   <-> wb 104   = wceq 1343   e. wcel 2136   A.wral 2444   E.wrex 2445   {crab 2448   C_ wss 3116   class class class wbr 3982   dom cdm 4604   |` cres 4606   -->wf 5184   ` cfv 5188  (class class class)co 5842   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-res 4616  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:  dvcnp2cntop  13303  dvmulxxbr  13306  dvrecap  13317