ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  climshftlemg GIF version

Theorem climshftlemg 10654
Description: A shifted function converges if the original function converges. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Nov-2013.)
Assertion
Ref Expression
climshftlemg ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) → (𝐹𝐴 → (𝐹 shift 𝑀) ⇝ 𝐴))

Proof of Theorem climshftlemg
Dummy variables 𝑘 𝑚 𝑛 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 zaddcl 8760 . . . . . . . 8 ((𝑘 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → (𝑘 + 𝑀) ∈ ℤ)
21ancoms 264 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝑘 + 𝑀) ∈ ℤ)
32adantlr 461 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (𝑘 + 𝑀) ∈ ℤ)
4 eluzsub 9017 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑘 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑘 + 𝑀))) → (𝑛𝑀) ∈ (ℤ𝑘))
543com12 1147 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑘 + 𝑀))) → (𝑛𝑀) ∈ (ℤ𝑘))
653expa 1143 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑘 + 𝑀))) → (𝑛𝑀) ∈ (ℤ𝑘))
7 fveq2 5289 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑚 = (𝑛𝑀) → (𝐹𝑚) = (𝐹‘(𝑛𝑀)))
87eleq1d 2156 . . . . . . . . . . . 12 (𝑚 = (𝑛𝑀) → ((𝐹𝑚) ∈ ℂ ↔ (𝐹‘(𝑛𝑀)) ∈ ℂ))
97oveq1d 5649 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑚 = (𝑛𝑀) → ((𝐹𝑚) − 𝐴) = ((𝐹‘(𝑛𝑀)) − 𝐴))
109fveq2d 5293 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑚 = (𝑛𝑀) → (abs‘((𝐹𝑚) − 𝐴)) = (abs‘((𝐹‘(𝑛𝑀)) − 𝐴)))
1110breq1d 3847 . . . . . . . . . . . 12 (𝑚 = (𝑛𝑀) → ((abs‘((𝐹𝑚) − 𝐴)) < 𝑥 ↔ (abs‘((𝐹‘(𝑛𝑀)) − 𝐴)) < 𝑥))
128, 11anbi12d 457 . . . . . . . . . . 11 (𝑚 = (𝑛𝑀) → (((𝐹𝑚) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑚) − 𝐴)) < 𝑥) ↔ ((𝐹‘(𝑛𝑀)) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘(𝑛𝑀)) − 𝐴)) < 𝑥)))
1312rspcv 2718 . . . . . . . . . 10 ((𝑛𝑀) ∈ (ℤ𝑘) → (∀𝑚 ∈ (ℤ𝑘)((𝐹𝑚) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑚) − 𝐴)) < 𝑥) → ((𝐹‘(𝑛𝑀)) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘(𝑛𝑀)) − 𝐴)) < 𝑥)))
146, 13syl 14 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑘 + 𝑀))) → (∀𝑚 ∈ (ℤ𝑘)((𝐹𝑚) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑚) − 𝐴)) < 𝑥) → ((𝐹‘(𝑛𝑀)) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘(𝑛𝑀)) − 𝐴)) < 𝑥)))
1514adantllr 465 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑘 + 𝑀))) → (∀𝑚 ∈ (ℤ𝑘)((𝐹𝑚) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑚) − 𝐴)) < 𝑥) → ((𝐹‘(𝑛𝑀)) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘(𝑛𝑀)) − 𝐴)) < 𝑥)))
16 simplr 497 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑘 + 𝑀))) → 𝐹𝑉)
17 zcn 8725 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ ℂ)
1817ad2antrr 472 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑘 + 𝑀))) → 𝑀 ∈ ℂ)
19 eluzelcn 8999 . . . . . . . . . . 11 (𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑘 + 𝑀)) → 𝑛 ∈ ℂ)
2019adantl 271 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑘 + 𝑀))) → 𝑛 ∈ ℂ)
21 shftvalg 10235 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹𝑉𝑀 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ∈ ℂ) → ((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) = (𝐹‘(𝑛𝑀)))
2221eleq1d 2156 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹𝑉𝑀 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ∈ ℂ) → (((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) ∈ ℂ ↔ (𝐹‘(𝑛𝑀)) ∈ ℂ))
2321oveq1d 5649 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐹𝑉𝑀 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ∈ ℂ) → (((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) − 𝐴) = ((𝐹‘(𝑛𝑀)) − 𝐴))
2423fveq2d 5293 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐹𝑉𝑀 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ∈ ℂ) → (abs‘(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) − 𝐴)) = (abs‘((𝐹‘(𝑛𝑀)) − 𝐴)))
2524breq1d 3847 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹𝑉𝑀 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ∈ ℂ) → ((abs‘(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) − 𝐴)) < 𝑥 ↔ (abs‘((𝐹‘(𝑛𝑀)) − 𝐴)) < 𝑥))
2622, 25anbi12d 457 . . . . . . . . . 10 ((𝐹𝑉𝑀 ∈ ℂ ∧ 𝑛 ∈ ℂ) → ((((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (abs‘(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) − 𝐴)) < 𝑥) ↔ ((𝐹‘(𝑛𝑀)) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘(𝑛𝑀)) − 𝐴)) < 𝑥)))
2716, 18, 20, 26syl3anc 1174 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑘 + 𝑀))) → ((((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (abs‘(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) − 𝐴)) < 𝑥) ↔ ((𝐹‘(𝑛𝑀)) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘(𝑛𝑀)) − 𝐴)) < 𝑥)))
2827adantlr 461 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑘 + 𝑀))) → ((((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (abs‘(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) − 𝐴)) < 𝑥) ↔ ((𝐹‘(𝑛𝑀)) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘(𝑛𝑀)) − 𝐴)) < 𝑥)))
2915, 28sylibrd 167 . . . . . . 7 ((((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑘 + 𝑀))) → (∀𝑚 ∈ (ℤ𝑘)((𝐹𝑚) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑚) − 𝐴)) < 𝑥) → (((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (abs‘(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) − 𝐴)) < 𝑥)))
3029ralrimdva 2453 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (∀𝑚 ∈ (ℤ𝑘)((𝐹𝑚) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑚) − 𝐴)) < 𝑥) → ∀𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑘 + 𝑀))(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (abs‘(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) − 𝐴)) < 𝑥)))
31 fveq2 5289 . . . . . . . 8 (𝑚 = (𝑘 + 𝑀) → (ℤ𝑚) = (ℤ‘(𝑘 + 𝑀)))
3231raleqdv 2568 . . . . . . 7 (𝑚 = (𝑘 + 𝑀) → (∀𝑛 ∈ (ℤ𝑚)(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (abs‘(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) − 𝐴)) < 𝑥) ↔ ∀𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑘 + 𝑀))(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (abs‘(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) − 𝐴)) < 𝑥)))
3332rspcev 2722 . . . . . 6 (((𝑘 + 𝑀) ∈ ℤ ∧ ∀𝑛 ∈ (ℤ‘(𝑘 + 𝑀))(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (abs‘(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) − 𝐴)) < 𝑥)) → ∃𝑚 ∈ ℤ ∀𝑛 ∈ (ℤ𝑚)(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (abs‘(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) − 𝐴)) < 𝑥))
343, 30, 33syl6an 1368 . . . . 5 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) ∧ 𝑘 ∈ ℤ) → (∀𝑚 ∈ (ℤ𝑘)((𝐹𝑚) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑚) − 𝐴)) < 𝑥) → ∃𝑚 ∈ ℤ ∀𝑛 ∈ (ℤ𝑚)(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (abs‘(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) − 𝐴)) < 𝑥)))
3534rexlimdva 2489 . . . 4 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) → (∃𝑘 ∈ ℤ ∀𝑚 ∈ (ℤ𝑘)((𝐹𝑚) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑚) − 𝐴)) < 𝑥) → ∃𝑚 ∈ ℤ ∀𝑛 ∈ (ℤ𝑚)(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (abs‘(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) − 𝐴)) < 𝑥)))
3635ralimdv 2442 . . 3 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) → (∀𝑥 ∈ ℝ+𝑘 ∈ ℤ ∀𝑚 ∈ (ℤ𝑘)((𝐹𝑚) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑚) − 𝐴)) < 𝑥) → ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑚 ∈ ℤ ∀𝑛 ∈ (ℤ𝑚)(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (abs‘(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) − 𝐴)) < 𝑥)))
3736anim2d 330 . 2 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) → ((𝐴 ∈ ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑘 ∈ ℤ ∀𝑚 ∈ (ℤ𝑘)((𝐹𝑚) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑚) − 𝐴)) < 𝑥)) → (𝐴 ∈ ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑚 ∈ ℤ ∀𝑛 ∈ (ℤ𝑚)(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (abs‘(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) − 𝐴)) < 𝑥))))
38 simpr 108 . . 3 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) → 𝐹𝑉)
39 eqidd 2089 . . 3 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) ∧ 𝑚 ∈ ℤ) → (𝐹𝑚) = (𝐹𝑚))
4038, 39clim 10633 . 2 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) → (𝐹𝐴 ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑘 ∈ ℤ ∀𝑚 ∈ (ℤ𝑘)((𝐹𝑚) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑚) − 𝐴)) < 𝑥))))
41 ovshftex 10218 . . . . 5 ((𝐹𝑉𝑀 ∈ ℂ) → (𝐹 shift 𝑀) ∈ V)
4241ancoms 264 . . . 4 ((𝑀 ∈ ℂ ∧ 𝐹𝑉) → (𝐹 shift 𝑀) ∈ V)
4317, 42sylan 277 . . 3 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) → (𝐹 shift 𝑀) ∈ V)
44 eqidd 2089 . . 3 (((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → ((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) = ((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛))
4543, 44clim 10633 . 2 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) → ((𝐹 shift 𝑀) ⇝ 𝐴 ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑚 ∈ ℤ ∀𝑛 ∈ (ℤ𝑚)(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) ∈ ℂ ∧ (abs‘(((𝐹 shift 𝑀)‘𝑛) − 𝐴)) < 𝑥))))
4637, 40, 453imtr4d 201 1 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝐹𝑉) → (𝐹𝐴 → (𝐹 shift 𝑀) ⇝ 𝐴))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 102  wb 103  w3a 924   = wceq 1289  wcel 1438  wral 2359  wrex 2360  Vcvv 2619   class class class wbr 3837  cfv 5002  (class class class)co 5634  cc 7327   + caddc 7332   < clt 7501  cmin 7632  cz 8720  cuz 8988  +crp 9103   shift cshi 10213  abscabs 10395  cli 10630
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 104  ax-ia2 105  ax-ia3 106  ax-in1 579  ax-in2 580  ax-io 665  ax-5 1381  ax-7 1382  ax-gen 1383  ax-ie1 1427  ax-ie2 1428  ax-8 1440  ax-10 1441  ax-11 1442  ax-i12 1443  ax-bndl 1444  ax-4 1445  ax-13 1449  ax-14 1450  ax-17 1464  ax-i9 1468  ax-ial 1472  ax-i5r 1473  ax-ext 2070  ax-coll 3946  ax-sep 3949  ax-pow 4001  ax-pr 4027  ax-un 4251  ax-setind 4343  ax-cnex 7415  ax-resscn 7416  ax-1cn 7417  ax-1re 7418  ax-icn 7419  ax-addcl 7420  ax-addrcl 7421  ax-mulcl 7422  ax-addcom 7424  ax-addass 7426  ax-distr 7428  ax-i2m1 7429  ax-0lt1 7430  ax-0id 7432  ax-rnegex 7433  ax-cnre 7435  ax-pre-ltirr 7436  ax-pre-ltwlin 7437  ax-pre-lttrn 7438  ax-pre-ltadd 7440
This theorem depends on definitions:  df-bi 115  df-3or 925  df-3an 926  df-tru 1292  df-fal 1295  df-nf 1395  df-sb 1693  df-eu 1951  df-mo 1952  df-clab 2075  df-cleq 2081  df-clel 2084  df-nfc 2217  df-ne 2256  df-nel 2351  df-ral 2364  df-rex 2365  df-reu 2366  df-rab 2368  df-v 2621  df-sbc 2839  df-csb 2932  df-dif 2999  df-un 3001  df-in 3003  df-ss 3010  df-pw 3427  df-sn 3447  df-pr 3448  df-op 3450  df-uni 3649  df-int 3684  df-iun 3727  df-br 3838  df-opab 3892  df-mpt 3893  df-id 4111  df-xp 4434  df-rel 4435  df-cnv 4436  df-co 4437  df-dm 4438  df-rn 4439  df-res 4440  df-ima 4441  df-iota 4967  df-fun 5004  df-fn 5005  df-f 5006  df-f1 5007  df-fo 5008  df-f1o 5009  df-fv 5010  df-riota 5590  df-ov 5637  df-oprab 5638  df-mpt2 5639  df-pnf 7503  df-mnf 7504  df-xr 7505  df-ltxr 7506  df-le 7507  df-sub 7634  df-neg 7635  df-inn 8395  df-n0 8644  df-z 8721  df-uz 8989  df-shft 10214  df-clim 10631
This theorem is referenced by:  climshft  10656
  Copyright terms: Public domain W3C validator