Theorem limccl 14838

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

Assertion

Ref	Expression
limccl	⊢ (𝐹 limℂ 𝐵) ⊆ ℂ

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 ∈ (𝐹 limℂ 𝐵) → 𝑤 ∈ (𝐹 limℂ 𝐵))
2		df-limced 14835	. . . . . 6 ⊢ limℂ = (𝑓 ∈ (ℂ ↑pm ℂ), 𝑥 ∈ ℂ ↦ {𝑦 ∈ ℂ ∣ ((𝑓:dom 𝑓⟶ℂ ∧ dom 𝑓 ⊆ ℂ) ∧ (𝑥 ∈ ℂ ∧ ∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝑓((𝑧 # 𝑥 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝑥)) < 𝑑) → (abs‘((𝑓‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒)))})
3	2	elmpocl1 6116	. . . . 5 ⊢ (𝑤 ∈ (𝐹 limℂ 𝐵) → 𝐹 ∈ (ℂ ↑pm ℂ))
4		limcrcl 14837	. . . . . 6 ⊢ (𝑤 ∈ (𝐹 limℂ 𝐵) → (𝐹:dom 𝐹⟶ℂ ∧ dom 𝐹 ⊆ ℂ ∧ 𝐵 ∈ ℂ))
5	4	simp3d 1013	. . . . 5 ⊢ (𝑤 ∈ (𝐹 limℂ 𝐵) → 𝐵 ∈ ℂ)
6		cnex 7998	. . . . . . 7 ⊢ ℂ ∈ V
7	6	rabex 4174	. . . . . 6 ⊢ {𝑦 ∈ ℂ ∣ ((𝐹:dom 𝐹⟶ℂ ∧ dom 𝐹 ⊆ ℂ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ ∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝐹((𝑧 # 𝐵 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝐵)) < 𝑑) → (abs‘((𝐹‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒)))} ∈ V
8	7	a1i 9	. . . . 5 ⊢ (𝑤 ∈ (𝐹 limℂ 𝐵) → {𝑦 ∈ ℂ ∣ ((𝐹:dom 𝐹⟶ℂ ∧ dom 𝐹 ⊆ ℂ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ ∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝐹((𝑧 # 𝐵 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝐵)) < 𝑑) → (abs‘((𝐹‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒)))} ∈ V)
9		simpl 109	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → 𝑓 = 𝐹)
10	9	dmeqd 4865	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → dom 𝑓 = dom 𝐹)
11	9, 10	feq12d 5394	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → (𝑓:dom 𝑓⟶ℂ ↔ 𝐹:dom 𝐹⟶ℂ))
12	10	sseq1d 3209	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → (dom 𝑓 ⊆ ℂ ↔ dom 𝐹 ⊆ ℂ))
13	11, 12	anbi12d 473	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → ((𝑓:dom 𝑓⟶ℂ ∧ dom 𝑓 ⊆ ℂ) ↔ (𝐹:dom 𝐹⟶ℂ ∧ dom 𝐹 ⊆ ℂ)))
14		simpr 110	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → 𝑥 = 𝐵)
15	14	eleq1d 2262	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → (𝑥 ∈ ℂ ↔ 𝐵 ∈ ℂ))
16	14	breq2d 4042	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → (𝑧 # 𝑥 ↔ 𝑧 # 𝐵))
17	14	oveq2d 5935	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → (𝑧 − 𝑥) = (𝑧 − 𝐵))
18	17	fveq2d 5559	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → (abs‘(𝑧 − 𝑥)) = (abs‘(𝑧 − 𝐵)))
19	18	breq1d 4040	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → ((abs‘(𝑧 − 𝑥)) < 𝑑 ↔ (abs‘(𝑧 − 𝐵)) < 𝑑))
20	16, 19	anbi12d 473	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → ((𝑧 # 𝑥 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝑥)) < 𝑑) ↔ (𝑧 # 𝐵 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝐵)) < 𝑑)))
21	9	fveq1d 5557	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → (𝑓‘𝑧) = (𝐹‘𝑧))
22	21	fvoveq1d 5941	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → (abs‘((𝑓‘𝑧) − 𝑦)) = (abs‘((𝐹‘𝑧) − 𝑦)))
23	22	breq1d 4040	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → ((abs‘((𝑓‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒 ↔ (abs‘((𝐹‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒))
24	20, 23	imbi12d 234	. . . . . . . . . . . 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 2706	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → (∀𝑧 ∈ dom 𝑓((𝑧 # 𝑥 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝑥)) < 𝑑) → (abs‘((𝑓‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒) ↔ ∀𝑧 ∈ dom 𝐹((𝑧 # 𝐵 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝐵)) < 𝑑) → (abs‘((𝐹‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒)))
26	25	rexbidv 2495	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → (∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝑓((𝑧 # 𝑥 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝑥)) < 𝑑) → (abs‘((𝑓‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒) ↔ ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝐹((𝑧 # 𝐵 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝐵)) < 𝑑) → (abs‘((𝐹‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒)))
27	26	ralbidv 2494	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → (∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝑓((𝑧 # 𝑥 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝑥)) < 𝑑) → (abs‘((𝑓‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒) ↔ ∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝐹((𝑧 # 𝐵 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝐵)) < 𝑑) → (abs‘((𝐹‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒)))
28	15, 27	anbi12d 473	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → ((𝑥 ∈ ℂ ∧ ∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝑓((𝑧 # 𝑥 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝑥)) < 𝑑) → (abs‘((𝑓‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒)) ↔ (𝐵 ∈ ℂ ∧ ∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝐹((𝑧 # 𝐵 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝐵)) < 𝑑) → (abs‘((𝐹‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒))))
29	13, 28	anbi12d 473	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → (((𝑓:dom 𝑓⟶ℂ ∧ dom 𝑓 ⊆ ℂ) ∧ (𝑥 ∈ ℂ ∧ ∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝑓((𝑧 # 𝑥 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝑥)) < 𝑑) → (abs‘((𝑓‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒))) ↔ ((𝐹:dom 𝐹⟶ℂ ∧ dom 𝐹 ⊆ ℂ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ ∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝐹((𝑧 # 𝐵 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝐵)) < 𝑑) → (abs‘((𝐹‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒)))))
30	29	rabbidv 2749	. . . . . 6 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑥 = 𝐵) → {𝑦 ∈ ℂ ∣ ((𝑓:dom 𝑓⟶ℂ ∧ dom 𝑓 ⊆ ℂ) ∧ (𝑥 ∈ ℂ ∧ ∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝑓((𝑧 # 𝑥 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝑥)) < 𝑑) → (abs‘((𝑓‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒)))} = {𝑦 ∈ ℂ ∣ ((𝐹:dom 𝐹⟶ℂ ∧ dom 𝐹 ⊆ ℂ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ ∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝐹((𝑧 # 𝐵 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝐵)) < 𝑑) → (abs‘((𝐹‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒)))})
31	30, 2	ovmpoga 6049	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (ℂ ↑pm ℂ) ∧ 𝐵 ∈ ℂ ∧ {𝑦 ∈ ℂ ∣ ((𝐹:dom 𝐹⟶ℂ ∧ dom 𝐹 ⊆ ℂ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ ∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝐹((𝑧 # 𝐵 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝐵)) < 𝑑) → (abs‘((𝐹‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒)))} ∈ V) → (𝐹 limℂ 𝐵) = {𝑦 ∈ ℂ ∣ ((𝐹:dom 𝐹⟶ℂ ∧ dom 𝐹 ⊆ ℂ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ ∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝐹((𝑧 # 𝐵 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝐵)) < 𝑑) → (abs‘((𝐹‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒)))})
32	3, 5, 8, 31	syl3anc 1249	. . . 4 ⊢ (𝑤 ∈ (𝐹 limℂ 𝐵) → (𝐹 limℂ 𝐵) = {𝑦 ∈ ℂ ∣ ((𝐹:dom 𝐹⟶ℂ ∧ dom 𝐹 ⊆ ℂ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ ∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝐹((𝑧 # 𝐵 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝐵)) < 𝑑) → (abs‘((𝐹‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒)))})
33	1, 32	eleqtrd 2272	. . 3 ⊢ (𝑤 ∈ (𝐹 limℂ 𝐵) → 𝑤 ∈ {𝑦 ∈ ℂ ∣ ((𝐹:dom 𝐹⟶ℂ ∧ dom 𝐹 ⊆ ℂ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ ∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝐹((𝑧 # 𝐵 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝐵)) < 𝑑) → (abs‘((𝐹‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒)))})
34		elrabi 2914	. . 3 ⊢ (𝑤 ∈ {𝑦 ∈ ℂ ∣ ((𝐹:dom 𝐹⟶ℂ ∧ dom 𝐹 ⊆ ℂ) ∧ (𝐵 ∈ ℂ ∧ ∀𝑒 ∈ ℝ+ ∃𝑑 ∈ ℝ+ ∀𝑧 ∈ dom 𝐹((𝑧 # 𝐵 ∧ (abs‘(𝑧 − 𝐵)) < 𝑑) → (abs‘((𝐹‘𝑧) − 𝑦)) < 𝑒)))} → 𝑤 ∈ ℂ)
35	33, 34	syl 14	. 2 ⊢ (𝑤 ∈ (𝐹 limℂ 𝐵) → 𝑤 ∈ ℂ)
36	35	ssriv 3184	1 ⊢ (𝐹 limℂ 𝐵) ⊆ ℂ

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1364   ∈ wcel 2164  ∀wral 2472  ∃wrex 2473  {crab 2476  Vcvv 2760   ⊆ wss 3154   class class class wbr 4030  dom cdm 4660  ⟶wf 5251  ‘cfv 5255  (class class class)co 5919   ↑_pm cpm 6705  ℂcc 7872   < clt 8056   − cmin 8192   # cap 8602  ℝ⁺crp 9722  abscabs 11144   lim_ℂ climc 14833

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2166  ax-14 2167  ax-ext 2175  ax-sep 4148  ax-pow 4204  ax-pr 4239  ax-un 4465  ax-setind 4570  ax-cnex 7965

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2045  df-mo 2046  df-clab 2180  df-cleq 2186  df-clel 2189  df-nfc 2325  df-ne 2365  df-ral 2477  df-rex 2478  df-rab 2481  df-v 2762  df-sbc 2987  df-dif 3156  df-un 3158  df-in 3160  df-ss 3167  df-pw 3604  df-sn 3625  df-pr 3626  df-op 3628  df-uni 3837  df-br 4031  df-opab 4092  df-id 4325  df-xp 4666  df-rel 4667  df-cnv 4668  df-co 4669  df-dm 4670  df-rn 4671  df-iota 5216  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-fv 5263  df-ov 5922  df-oprab 5923  df-mpo 5924  df-pm 6707  df-limced 14835

This theorem is referenced by:  reldvg  14858  dvfvalap  14860  dvcl  14862