Users' Mathboxes Mathbox for Jeff Madsen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  caures Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem caures 36676
Description: The restriction of a Cauchy sequence to an upper set of integers is Cauchy. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009.) (Revised by Mario Carneiro, 5-Jun-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
caures.1 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
caures.3 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
caures.4 (πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ (Metβ€˜π‘‹))
caures.5 (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ (𝑋 ↑pm β„‚))
Assertion
Ref Expression
caures (πœ‘ β†’ (𝐹 ∈ (Cauβ€˜π·) ↔ (𝐹 β†Ύ 𝑍) ∈ (Cauβ€˜π·)))

Proof of Theorem caures
Dummy variables 𝑗 π‘˜ π‘₯ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 caures.1 . . . . . . . . . . 11 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
21uztrn2 12841 . . . . . . . . . 10 ((𝑗 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ π‘˜ ∈ 𝑍)
32adantll 713 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ π‘˜ ∈ 𝑍)
43biantrurd 534 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (π‘˜ ∈ dom 𝐹 ↔ (π‘˜ ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ dom 𝐹)))
5 dmres 6004 . . . . . . . . 9 dom (𝐹 β†Ύ 𝑍) = (𝑍 ∩ dom 𝐹)
65elin2 4198 . . . . . . . 8 (π‘˜ ∈ dom (𝐹 β†Ύ 𝑍) ↔ (π‘˜ ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ dom 𝐹))
74, 6bitr4di 289 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ (π‘˜ ∈ dom 𝐹 ↔ π‘˜ ∈ dom (𝐹 β†Ύ 𝑍)))
873anbi1d 1441 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) β†’ ((π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑋 ∧ ((πΉβ€˜π‘˜)𝐷(πΉβ€˜π‘—)) < π‘₯) ↔ (π‘˜ ∈ dom (𝐹 β†Ύ 𝑍) ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑋 ∧ ((πΉβ€˜π‘˜)𝐷(πΉβ€˜π‘—)) < π‘₯)))
98ralbidva 3176 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑋 ∧ ((πΉβ€˜π‘˜)𝐷(πΉβ€˜π‘—)) < π‘₯) ↔ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom (𝐹 β†Ύ 𝑍) ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑋 ∧ ((πΉβ€˜π‘˜)𝐷(πΉβ€˜π‘—)) < π‘₯)))
109rexbidva 3177 . . . 4 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑋 ∧ ((πΉβ€˜π‘˜)𝐷(πΉβ€˜π‘—)) < π‘₯) ↔ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom (𝐹 β†Ύ 𝑍) ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑋 ∧ ((πΉβ€˜π‘˜)𝐷(πΉβ€˜π‘—)) < π‘₯)))
1110ralbidv 3178 . . 3 (πœ‘ β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑋 ∧ ((πΉβ€˜π‘˜)𝐷(πΉβ€˜π‘—)) < π‘₯) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom (𝐹 β†Ύ 𝑍) ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑋 ∧ ((πΉβ€˜π‘˜)𝐷(πΉβ€˜π‘—)) < π‘₯)))
12 caures.5 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ (𝑋 ↑pm β„‚))
1312biantrurd 534 . . 3 (πœ‘ β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑋 ∧ ((πΉβ€˜π‘˜)𝐷(πΉβ€˜π‘—)) < π‘₯) ↔ (𝐹 ∈ (𝑋 ↑pm β„‚) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑋 ∧ ((πΉβ€˜π‘˜)𝐷(πΉβ€˜π‘—)) < π‘₯))))
14 caures.4 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ (Metβ€˜π‘‹))
15 elfvdm 6929 . . . . . . 7 (𝐷 ∈ (Metβ€˜π‘‹) β†’ 𝑋 ∈ dom Met)
1614, 15syl 17 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ dom Met)
17 cnex 11191 . . . . . 6 β„‚ ∈ V
18 ssid 4005 . . . . . . 7 𝑋 βŠ† 𝑋
19 uzssz 12843 . . . . . . . . 9 (β„€β‰₯β€˜π‘€) βŠ† β„€
20 zsscn 12566 . . . . . . . . 9 β„€ βŠ† β„‚
2119, 20sstri 3992 . . . . . . . 8 (β„€β‰₯β€˜π‘€) βŠ† β„‚
221, 21eqsstri 4017 . . . . . . 7 𝑍 βŠ† β„‚
23 pmss12g 8863 . . . . . . 7 (((𝑋 βŠ† 𝑋 ∧ 𝑍 βŠ† β„‚) ∧ (𝑋 ∈ dom Met ∧ β„‚ ∈ V)) β†’ (𝑋 ↑pm 𝑍) βŠ† (𝑋 ↑pm β„‚))
2418, 22, 23mpanl12 701 . . . . . 6 ((𝑋 ∈ dom Met ∧ β„‚ ∈ V) β†’ (𝑋 ↑pm 𝑍) βŠ† (𝑋 ↑pm β„‚))
2516, 17, 24sylancl 587 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝑋 ↑pm 𝑍) βŠ† (𝑋 ↑pm β„‚))
261fvexi 6906 . . . . . 6 𝑍 ∈ V
27 pmresg 8864 . . . . . 6 ((𝑍 ∈ V ∧ 𝐹 ∈ (𝑋 ↑pm β„‚)) β†’ (𝐹 β†Ύ 𝑍) ∈ (𝑋 ↑pm 𝑍))
2826, 12, 27sylancr 588 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝐹 β†Ύ 𝑍) ∈ (𝑋 ↑pm 𝑍))
2925, 28sseldd 3984 . . . 4 (πœ‘ β†’ (𝐹 β†Ύ 𝑍) ∈ (𝑋 ↑pm β„‚))
3029biantrurd 534 . . 3 (πœ‘ β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom (𝐹 β†Ύ 𝑍) ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑋 ∧ ((πΉβ€˜π‘˜)𝐷(πΉβ€˜π‘—)) < π‘₯) ↔ ((𝐹 β†Ύ 𝑍) ∈ (𝑋 ↑pm β„‚) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom (𝐹 β†Ύ 𝑍) ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑋 ∧ ((πΉβ€˜π‘˜)𝐷(πΉβ€˜π‘—)) < π‘₯))))
3111, 13, 303bitr3d 309 . 2 (πœ‘ β†’ ((𝐹 ∈ (𝑋 ↑pm β„‚) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑋 ∧ ((πΉβ€˜π‘˜)𝐷(πΉβ€˜π‘—)) < π‘₯)) ↔ ((𝐹 β†Ύ 𝑍) ∈ (𝑋 ↑pm β„‚) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom (𝐹 β†Ύ 𝑍) ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑋 ∧ ((πΉβ€˜π‘˜)𝐷(πΉβ€˜π‘—)) < π‘₯))))
32 metxmet 23840 . . . 4 (𝐷 ∈ (Metβ€˜π‘‹) β†’ 𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹))
3314, 32syl 17 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐷 ∈ (∞Metβ€˜π‘‹))
34 caures.3 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
35 eqidd 2734 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) = (πΉβ€˜π‘˜))
36 eqidd 2734 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ (πΉβ€˜π‘—) = (πΉβ€˜π‘—))
371, 33, 34, 35, 36iscau4 24796 . 2 (πœ‘ β†’ (𝐹 ∈ (Cauβ€˜π·) ↔ (𝐹 ∈ (𝑋 ↑pm β„‚) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑋 ∧ ((πΉβ€˜π‘˜)𝐷(πΉβ€˜π‘—)) < π‘₯))))
38 fvres 6911 . . . 4 (π‘˜ ∈ 𝑍 β†’ ((𝐹 β†Ύ 𝑍)β€˜π‘˜) = (πΉβ€˜π‘˜))
3938adantl 483 . . 3 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ 𝑍) β†’ ((𝐹 β†Ύ 𝑍)β€˜π‘˜) = (πΉβ€˜π‘˜))
40 fvres 6911 . . . 4 (𝑗 ∈ 𝑍 β†’ ((𝐹 β†Ύ 𝑍)β€˜π‘—) = (πΉβ€˜π‘—))
4140adantl 483 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑗 ∈ 𝑍) β†’ ((𝐹 β†Ύ 𝑍)β€˜π‘—) = (πΉβ€˜π‘—))
421, 33, 34, 39, 41iscau4 24796 . 2 (πœ‘ β†’ ((𝐹 β†Ύ 𝑍) ∈ (Cauβ€˜π·) ↔ ((𝐹 β†Ύ 𝑍) ∈ (𝑋 ↑pm β„‚) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘—)(π‘˜ ∈ dom (𝐹 β†Ύ 𝑍) ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ 𝑋 ∧ ((πΉβ€˜π‘˜)𝐷(πΉβ€˜π‘—)) < π‘₯))))
4331, 37, 423bitr4d 311 1 (πœ‘ β†’ (𝐹 ∈ (Cauβ€˜π·) ↔ (𝐹 β†Ύ 𝑍) ∈ (Cauβ€˜π·)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   ∧ w3a 1088   = wceq 1542   ∈ wcel 2107  βˆ€wral 3062  βˆƒwrex 3071  Vcvv 3475   βŠ† wss 3949   class class class wbr 5149  dom cdm 5677   β†Ύ cres 5679  β€˜cfv 6544  (class class class)co 7409   ↑pm cpm 8821  β„‚cc 11108   < clt 11248  β„€cz 12558  β„€β‰₯cuz 12822  β„+crp 12974  βˆžMetcxmet 20929  Metcmet 20930  Cauccau 24770
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-id 5575  df-po 5589  df-so 5590  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-er 8703  df-map 8822  df-pm 8823  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-2 12275  df-z 12559  df-uz 12823  df-rp 12975  df-xneg 13092  df-xadd 13093  df-psmet 20936  df-xmet 20937  df-met 20938  df-bl 20939  df-cau 24773
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator