Theorem caurcvg2 15697

Description: A Cauchy sequence of real numbers converges, existence version. (Contributed by NM, 4-Apr-2005.) (Revised by Mario Carneiro, 7-Sep-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
caucvg.1	⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
caurcvg2.2	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝑉)
caurcvg2.3	⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗))) < 𝑥))

Assertion

Ref	Expression
caurcvg2	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ dom ⇝ )

Distinct variable groups:   𝑗,𝑘,𝑥,𝐹   𝑗,𝑀,𝑘,𝑥   𝜑,𝑗,𝑘,𝑥   𝑗,𝑍,𝑘,𝑥

Allowed substitution hints:   𝑉(𝑥,𝑗,𝑘)

Proof of Theorem caurcvg2

Dummy variables 𝑖 𝑚 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		1rp 13021	. . . 4 ⊢ 1 ∈ ℝ+
2	1	ne0ii 4326	. . 3 ⊢ ℝ+ ≠ ∅
3		caurcvg2.3	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗))) < 𝑥))
4		r19.2z 4477	. . 3 ⊢ ((ℝ+ ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗))) < 𝑥)) → ∃𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗))) < 𝑥))
5	2, 3, 4	sylancr 587	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗))) < 𝑥))
6		simpl 482	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗))) < 𝑥) → (𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
7	6	ralimi 3072	. . . . 5 ⊢ (∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗))) < 𝑥) → ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
8		eqid 2734	. . . . . . . . 9 ⊢ (ℤ≥‘𝑗) = (ℤ≥‘𝑗)
9		simprr 772	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)) → ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)
10		fveq2 6887	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑘 = 𝑛 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑛))
11	10	eleq1d 2818	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑘 = 𝑛 → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ↔ (𝐹‘𝑛) ∈ ℝ))
12	11	rspccva 3605	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝐹‘𝑛) ∈ ℝ)
13	9, 12	sylan 580	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)) ∧ 𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗)) → (𝐹‘𝑛) ∈ ℝ)
14	13	fmpttd 7116	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)) → (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛)):(ℤ≥‘𝑗)⟶ℝ)
15		fveq2 6887	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑗 = 𝑚 → (ℤ≥‘𝑗) = (ℤ≥‘𝑚))
16		fveq2 6887	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑗 = 𝑚 → (𝐹‘𝑗) = (𝐹‘𝑚))
17	16	oveq2d 7430	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑗 = 𝑚 → ((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗)) = ((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑚)))
18	17	fveq2d 6891	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑗 = 𝑚 → (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗))) = (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑚))))
19	18	breq1d 5135	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑗 = 𝑚 → ((abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗))) < 𝑥 ↔ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥))
20	19	anbi2d 630	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑗 = 𝑚 → (((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗))) < 𝑥) ↔ ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥)))
21	15, 20	raleqbidv 3330	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑗 = 𝑚 → (∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗))) < 𝑥) ↔ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥)))
22	21	cbvrexvw 3225	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗))) < 𝑥) ↔ ∃𝑚 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥))
23		fveq2 6887	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (𝐹‘𝑘) = (𝐹‘𝑖))
24	23	eleq1d 2818	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → ((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ↔ (𝐹‘𝑖) ∈ ℝ))
25	23	fvoveq1d 7436	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑚))) = (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))))
26	25	breq1d 5135	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → ((abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥 ↔ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥))
27	24, 26	anbi12d 632	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑘 = 𝑖 → (((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥) ↔ ((𝐹‘𝑖) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥)))
28	27	cbvralvw 3224	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥) ↔ ∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑖) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥))
29		recn 11228	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝐹‘𝑖) ∈ ℝ → (𝐹‘𝑖) ∈ ℂ)
30	29	anim1i 615	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝐹‘𝑖) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥) → ((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥))
31	30	ralimi 3072	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑖) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥) → ∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥))
32	28, 31	sylbi 217	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥) → ∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥))
33	32	reximi 3073	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (∃𝑚 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥) → ∃𝑚 ∈ 𝑍 ∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥))
34	22, 33	sylbi 217	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗))) < 𝑥) → ∃𝑚 ∈ 𝑍 ∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥))
35	34	ralimi 3072	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗))) < 𝑥) → ∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑚 ∈ 𝑍 ∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥))
36	3, 35	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑚 ∈ 𝑍 ∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥))
37	36	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)) → ∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑚 ∈ 𝑍 ∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥))
38		caucvg.1	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 𝑍 = (ℤ≥‘𝑀)
39	38, 8	cau4 15378	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑍 → (∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑚 ∈ 𝑍 ∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥) ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑗)∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥)))
40	39	ad2antrl 728	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)) → (∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑚 ∈ 𝑍 ∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥) ↔ ∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑗)∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥)))
41	37, 40	mpbid 232	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)) → ∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑗)∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥))
42		simpr 484	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥) → (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥)
43	8	uztrn2 12880	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)) → 𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑗))
44		fveq2 6887	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑛 = 𝑖 → (𝐹‘𝑛) = (𝐹‘𝑖))
45		eqid 2734	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛)) = (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))
46		fvex 6900	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝐹‘𝑖) ∈ V
47	44, 45, 46	fvmpt 6997	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑗) → ((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑖) = (𝐹‘𝑖))
48	43, 47	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)) → ((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑖) = (𝐹‘𝑖))
49		fveq2 6887	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → (𝐹‘𝑛) = (𝐹‘𝑚))
50		fvex 6900	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝐹‘𝑚) ∈ V
51	49, 45, 50	fvmpt 6997	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑗) → ((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑚) = (𝐹‘𝑚))
52	51	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)) → ((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑚) = (𝐹‘𝑚))
53	48, 52	oveq12d 7432	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)) → (((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑖) − ((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑚)) = ((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚)))
54	53	fveq2d 6891	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)) → (abs‘(((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑖) − ((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑚))) = (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))))
55	54	breq1d 5135	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)) → ((abs‘(((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑖) − ((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑚))) < 𝑥 ↔ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥))
56	42, 55	imbitrrid 246	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)) → (((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥) → (abs‘(((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑖) − ((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑚))) < 𝑥))
57	56	ralimdva 3154	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑗) → (∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥) → ∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)(abs‘(((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑖) − ((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑚))) < 𝑥))
58	57	reximia 3070	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (∃𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑗)∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥) → ∃𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑗)∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)(abs‘(((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑖) − ((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑚))) < 𝑥)
59	58	ralimi 3072	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑗)∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)((𝐹‘𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑖) − (𝐹‘𝑚))) < 𝑥) → ∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑗)∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)(abs‘(((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑖) − ((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑚))) < 𝑥)
60	41, 59	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)) → ∀𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑚 ∈ (ℤ≥‘𝑗)∀𝑖 ∈ (ℤ≥‘𝑚)(abs‘(((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑖) − ((𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))‘𝑚))) < 𝑥)
61	8, 14, 60	caurcvg 15696	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)) → (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛)) ⇝ (lim sup‘(𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))))
62		eluzelz 12871	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑗 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑗 ∈ ℤ)
63	62, 38	eleq2s 2851	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑗 ∈ 𝑍 → 𝑗 ∈ ℤ)
64	63	ad2antrl 728	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)) → 𝑗 ∈ ℤ)
65		caurcvg2.2	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝑉)
66	65	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)) → 𝐹 ∈ 𝑉)
67		fveq2 6887	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑛 = 𝑘 → (𝐹‘𝑛) = (𝐹‘𝑘))
68	67	cbvmptv 5237	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛)) = (𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑘))
69	8, 68	climmpt 15590	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝐹 ∈ 𝑉) → (𝐹 ⇝ (lim sup‘(𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))) ↔ (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛)) ⇝ (lim sup‘(𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛)))))
70	64, 66, 69	syl2anc 584	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)) → (𝐹 ⇝ (lim sup‘(𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))) ↔ (𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛)) ⇝ (lim sup‘(𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛)))))
71	61, 70	mpbird 257	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)) → 𝐹 ⇝ (lim sup‘(𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))))
72		climrel 15511	. . . . . . . 8 ⊢ Rel ⇝
73	72	releldmi 5941	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹 ⇝ (lim sup‘(𝑛 ∈ (ℤ≥‘𝑗) ↦ (𝐹‘𝑛))) → 𝐹 ∈ dom ⇝ )
74	71, 73	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑗 ∈ 𝑍 ∧ ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ)) → 𝐹 ∈ dom ⇝ )
75	74	expr 456	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)(𝐹‘𝑘) ∈ ℝ → 𝐹 ∈ dom ⇝ ))
76	7, 75	syl5 34	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) → (∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗))) < 𝑥) → 𝐹 ∈ dom ⇝ ))
77	76	rexlimdva 3142	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗))) < 𝑥) → 𝐹 ∈ dom ⇝ ))
78	77	rexlimdvw 3147	. 2 ⊢ (𝜑 → (∃𝑥 ∈ ℝ+ ∃𝑗 ∈ 𝑍 ∀𝑘 ∈ (ℤ≥‘𝑗)((𝐹‘𝑘) ∈ ℝ ∧ (abs‘((𝐹‘𝑘) − (𝐹‘𝑗))) < 𝑥) → 𝐹 ∈ dom ⇝ ))
79	5, 78	mpd 15	1 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ dom ⇝ )

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1539   ∈ wcel 2107   ≠ wne 2931  ∀wral 3050  ∃wrex 3059  ∅c0 4315   class class class wbr 5125   ↦ cmpt 5207  dom cdm 5667  ‘cfv 6542  (class class class)co 7414  ℂcc 11136  ℝcr 11137  1c1 11139   < clt 11278   − cmin 11475  ℤcz 12597  ℤ_≥cuz 12861  ℝ⁺crp 13017  abscabs 15256  lim supclsp 15489   ⇝ cli 15503

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1909  ax-6 1966  ax-7 2006  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2140  ax-11 2156  ax-12 2176  ax-ext 2706  ax-rep 5261  ax-sep 5278  ax-nul 5288  ax-pow 5347  ax-pr 5414  ax-un 7738  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215  ax-pre-sup 11216

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2064  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2808  df-nfc 2884  df-ne 2932  df-nel 3036  df-ral 3051  df-rex 3060  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3421  df-v 3466  df-sbc 3773  df-csb 3882  df-dif 3936  df-un 3938  df-in 3940  df-ss 3950  df-pss 3953  df-nul 4316  df-if 4508  df-pw 4584  df-sn 4609  df-pr 4611  df-op 4615  df-uni 4890  df-iun 4975  df-br 5126  df-opab 5188  df-mpt 5208  df-tr 5242  df-id 5560  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-we 5621  df-xp 5673  df-rel 5674  df-cnv 5675  df-co 5676  df-dm 5677  df-rn 5678  df-res 5679  df-ima 5680  df-pred 6303  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6495  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7871  df-2nd 7998  df-frecs 8289  df-wrecs 8320  df-recs 8394  df-rdg 8433  df-er 8728  df-pm 8852  df-en 8969  df-dom 8970  df-sdom 8971  df-sup 9465  df-inf 9466  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11477  df-neg 11478  df-div 11904  df-nn 12250  df-2 12312  df-3 12313  df-n0 12511  df-z 12598  df-uz 12862  df-rp 13018  df-ico 13376  df-fl 13815  df-seq 14026  df-exp 14086  df-cj 15121  df-re 15122  df-im 15123  df-sqrt 15257  df-abs 15258  df-limsup 15490  df-clim 15507  df-rlim 15508

This theorem is referenced by:  iseralt  15704  cvgcmp  15835