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Theorem climrescn 44915
Description: A sequence converging w.r.t. the standard topology on the complex numbers, eventually becomes a sequence of complex numbers. (Contributed by Glauco Siliprandi, 5-Feb-2022.)
Hypotheses
Ref Expression
climrescn.m (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
climrescn.z 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
climrescn.f (πœ‘ β†’ 𝐹 Fn 𝑍)
climrescn.c (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ dom ⇝ )
Assertion
Ref Expression
climrescn (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆβ„‚)
Distinct variable groups:   𝑗,𝐹   𝑗,𝑍
Allowed substitution hints:   πœ‘(𝑗)   𝑀(𝑗)

Proof of Theorem climrescn
Dummy variables 𝑖 π‘˜ π‘₯ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nfv 1909 . . . . . 6 β„²π‘˜(πœ‘ ∧ 𝑖 ∈ 𝑍)
2 nfra1 3273 . . . . . 6 β„²π‘˜βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1)
31, 2nfan 1894 . . . . 5 β„²π‘˜((πœ‘ ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1))
4 climrescn.z . . . . . . . . . 10 𝑍 = (β„€β‰₯β€˜π‘€)
54uztrn2 12837 . . . . . . . . 9 ((𝑖 ∈ 𝑍 ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)) β†’ π‘˜ ∈ 𝑍)
65adantll 711 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)) β†’ π‘˜ ∈ 𝑍)
7 climrescn.f . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ 𝐹 Fn 𝑍)
87fndmd 6644 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ dom 𝐹 = 𝑍)
98ad2antrr 723 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)) β†’ dom 𝐹 = 𝑍)
106, 9eleqtrrd 2828 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)) β†’ π‘˜ ∈ dom 𝐹)
1110adantlr 712 . . . . . 6 ((((πœ‘ ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1)) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)) β†’ π‘˜ ∈ dom 𝐹)
12 rspa 3237 . . . . . . . . 9 ((βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)) β†’ ((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1))
1312adantll 711 . . . . . . . 8 (((𝑖 ∈ 𝑍 ∧ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1)) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)) β†’ ((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1))
1413simpld 494 . . . . . . 7 (((𝑖 ∈ 𝑍 ∧ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1)) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
1514adantlll 715 . . . . . 6 ((((πœ‘ ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1)) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)
1611, 15jca 511 . . . . 5 ((((πœ‘ ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1)) ∧ π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)) β†’ (π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚))
173, 16ralrimia 3247 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1)) β†’ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚))
18 fnfun 6639 . . . . . 6 (𝐹 Fn 𝑍 β†’ Fun 𝐹)
19 ffvresb 7116 . . . . . 6 (Fun 𝐹 β†’ ((𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘–)):(β„€β‰₯β€˜π‘–)βŸΆβ„‚ ↔ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)))
207, 18, 193syl 18 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘–)):(β„€β‰₯β€˜π‘–)βŸΆβ„‚ ↔ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)))
2120ad2antrr 723 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1)) β†’ ((𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘–)):(β„€β‰₯β€˜π‘–)βŸΆβ„‚ ↔ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)(π‘˜ ∈ dom 𝐹 ∧ (πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚)))
2217, 21mpbird 257 . . 3 (((πœ‘ ∧ 𝑖 ∈ 𝑍) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1)) β†’ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘–)):(β„€β‰₯β€˜π‘–)βŸΆβ„‚)
23 breq2 5142 . . . . . . 7 (π‘₯ = 1 β†’ ((absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < π‘₯ ↔ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1))
2423anbi2d 628 . . . . . 6 (π‘₯ = 1 β†’ (((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < π‘₯) ↔ ((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1)))
2524rexralbidv 3212 . . . . 5 (π‘₯ = 1 β†’ (βˆƒπ‘– ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < π‘₯) ↔ βˆƒπ‘– ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1)))
26 climrescn.c . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ dom ⇝ )
27 climdm 15494 . . . . . . . 8 (𝐹 ∈ dom ⇝ ↔ 𝐹 ⇝ ( ⇝ β€˜πΉ))
2826, 27sylib 217 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝐹 ⇝ ( ⇝ β€˜πΉ))
29 eqidd 2725 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘˜ ∈ β„€) β†’ (πΉβ€˜π‘˜) = (πΉβ€˜π‘˜))
3026, 29clim 15434 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝐹 ⇝ ( ⇝ β€˜πΉ) ↔ (( ⇝ β€˜πΉ) ∈ β„‚ ∧ βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘– ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < π‘₯))))
3128, 30mpbid 231 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (( ⇝ β€˜πΉ) ∈ β„‚ ∧ βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘– ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < π‘₯)))
3231simprd 495 . . . . 5 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘₯ ∈ ℝ+ βˆƒπ‘– ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < π‘₯))
33 1rp 12974 . . . . . 6 1 ∈ ℝ+
3433a1i 11 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 1 ∈ ℝ+)
3525, 32, 34rspcdva 3605 . . . 4 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘– ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1))
36 climrescn.m . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„€)
374rexuz3 15291 . . . . 5 (𝑀 ∈ β„€ β†’ (βˆƒπ‘– ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1) ↔ βˆƒπ‘– ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1)))
3836, 37syl 17 . . . 4 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘– ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1) ↔ βˆƒπ‘– ∈ β„€ βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1)))
3935, 38mpbird 257 . . 3 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘– ∈ 𝑍 βˆ€π‘˜ ∈ (β„€β‰₯β€˜π‘–)((πΉβ€˜π‘˜) ∈ β„‚ ∧ (absβ€˜((πΉβ€˜π‘˜) βˆ’ ( ⇝ β€˜πΉ))) < 1))
4022, 39reximddv3 44294 . 2 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘– ∈ 𝑍 (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘–)):(β„€β‰₯β€˜π‘–)βŸΆβ„‚)
41 fveq2 6881 . . . . 5 (𝑗 = 𝑖 β†’ (β„€β‰₯β€˜π‘—) = (β„€β‰₯β€˜π‘–))
4241reseq2d 5971 . . . 4 (𝑗 = 𝑖 β†’ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)) = (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘–)))
4342, 41feq12d 6695 . . 3 (𝑗 = 𝑖 β†’ ((𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆβ„‚ ↔ (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘–)):(β„€β‰₯β€˜π‘–)βŸΆβ„‚))
4443cbvrexvw 3227 . 2 (βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆβ„‚ ↔ βˆƒπ‘– ∈ 𝑍 (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘–)):(β„€β‰₯β€˜π‘–)βŸΆβ„‚)
4540, 44sylibr 233 1 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘— ∈ 𝑍 (𝐹 β†Ύ (β„€β‰₯β€˜π‘—)):(β„€β‰₯β€˜π‘—)βŸΆβ„‚)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  βˆ€wral 3053  βˆƒwrex 3062   class class class wbr 5138  dom cdm 5666   β†Ύ cres 5668  Fun wfun 6527   Fn wfn 6528  βŸΆwf 6529  β€˜cfv 6533  (class class class)co 7401  β„‚cc 11103  1c1 11106   < clt 11244   βˆ’ cmin 11440  β„€cz 12554  β„€β‰₯cuz 12818  β„+crp 12970  abscabs 15177   ⇝ cli 15424
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2695  ax-sep 5289  ax-nul 5296  ax-pow 5353  ax-pr 5417  ax-un 7718  ax-cnex 11161  ax-resscn 11162  ax-1cn 11163  ax-icn 11164  ax-addcl 11165  ax-addrcl 11166  ax-mulcl 11167  ax-mulrcl 11168  ax-mulcom 11169  ax-addass 11170  ax-mulass 11171  ax-distr 11172  ax-i2m1 11173  ax-1ne0 11174  ax-1rid 11175  ax-rnegex 11176  ax-rrecex 11177  ax-cnre 11178  ax-pre-lttri 11179  ax-pre-lttrn 11180  ax-pre-ltadd 11181  ax-pre-mulgt0 11182  ax-pre-sup 11183
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2526  df-eu 2555  df-clab 2702  df-cleq 2716  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2933  df-nel 3039  df-ral 3054  df-rex 3063  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3425  df-v 3468  df-sbc 3770  df-csb 3886  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3957  df-pss 3959  df-nul 4315  df-if 4521  df-pw 4596  df-sn 4621  df-pr 4623  df-op 4627  df-uni 4900  df-iun 4989  df-br 5139  df-opab 5201  df-mpt 5222  df-tr 5256  df-id 5564  df-eprel 5570  df-po 5578  df-so 5579  df-fr 5621  df-we 5623  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6290  df-ord 6357  df-on 6358  df-lim 6359  df-suc 6360  df-iota 6485  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7357  df-ov 7404  df-oprab 7405  df-mpo 7406  df-om 7849  df-2nd 7969  df-frecs 8261  df-wrecs 8292  df-recs 8366  df-rdg 8405  df-er 8698  df-en 8935  df-dom 8936  df-sdom 8937  df-sup 9432  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-n0 12469  df-z 12555  df-uz 12819  df-rp 12971  df-seq 13963  df-exp 14024  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-clim 15428
This theorem is referenced by:  climxlim2  45013
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