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Theorem climsuse 41750
Description: A subsequence 𝐺 of a converging sequence 𝐹, converges to the same limit. 𝐼 is the strictly increasing and it is used to index the subsequence. (Contributed by Glauco Siliprandi, 29-Jun-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
climsuse.1 𝑘𝜑
climsuse.3 𝑘𝐹
climsuse.2 𝑘𝐺
climsuse.4 𝑘𝐼
climsuse.5 𝑍 = (ℤ𝑀)
climsuse.6 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
climsuse.7 (𝜑𝐹𝑋)
climsuse.8 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
climsuse.9 (𝜑𝐹𝐴)
climsuse.10 (𝜑 → (𝐼𝑀) ∈ 𝑍)
climsuse.11 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐼‘(𝑘 + 1)) ∈ (ℤ‘((𝐼𝑘) + 1)))
climsuse.12 (𝜑𝐺𝑌)
climsuse.13 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐺𝑘) = (𝐹‘(𝐼𝑘)))
Assertion
Ref Expression
climsuse (𝜑𝐺𝐴)
Distinct variable group:   𝑘,𝑍
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑘)   𝐴(𝑘)   𝐹(𝑘)   𝐺(𝑘)   𝐼(𝑘)   𝑀(𝑘)   𝑋(𝑘)   𝑌(𝑘)

Proof of Theorem climsuse
Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑥 𝑙 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 climsuse.9 . . 3 (𝜑𝐹𝐴)
2 climcl 14849 . . 3 (𝐹𝐴𝐴 ∈ ℂ)
31, 2syl 17 . 2 (𝜑𝐴 ∈ ℂ)
4 nfv 1908 . . 3 𝑥𝜑
5 simpllr 772 . . . . . . 7 (((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) ∧ 𝑀𝑗) → 𝑗 ∈ ℤ)
6 climsuse.6 . . . . . . . 8 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
76ad4antr 728 . . . . . . 7 (((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) ∧ ¬ 𝑀𝑗) → 𝑀 ∈ ℤ)
85, 7ifclda 4503 . . . . . 6 ((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) → if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀) ∈ ℤ)
9 nfv 1908 . . . . . . . 8 𝑖((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ)
10 nfra1 3223 . . . . . . . 8 𝑖𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)
119, 10nfan 1893 . . . . . . 7 𝑖(((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥))
12 simp-4l 779 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝜑)
13 simpllr 772 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑗 ∈ ℤ)
1412, 13jca 512 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → (𝜑𝑗 ∈ ℤ))
15 simpr 485 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀)))
16 simpr 485 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑗 ∈ ℤ) ∧ 𝑀𝑗) → 𝑀𝑗)
176anim1i 614 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ) → (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ))
1817adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑𝑗 ∈ ℤ) ∧ 𝑀𝑗) → (𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ))
19 eluz 12249 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑗 ∈ ℤ) → (𝑗 ∈ (ℤ𝑀) ↔ 𝑀𝑗))
2018, 19syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑗 ∈ ℤ) ∧ 𝑀𝑗) → (𝑗 ∈ (ℤ𝑀) ↔ 𝑀𝑗))
2116, 20mpbird 258 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑗 ∈ ℤ) ∧ 𝑀𝑗) → 𝑗 ∈ (ℤ𝑀))
22 simpll 763 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑗 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝑀𝑗) → 𝜑)
23 uzid 12250 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ (ℤ𝑀))
2422, 6, 233syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑗 ∈ ℤ) ∧ ¬ 𝑀𝑗) → 𝑀 ∈ (ℤ𝑀))
2521, 24ifclda 4503 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ) → if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀) ∈ (ℤ𝑀))
26 uzss 12257 . . . . . . . . . . . . . 14 (if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀) ∈ (ℤ𝑀) → (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀)) ⊆ (ℤ𝑀))
2725, 26syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ) → (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀)) ⊆ (ℤ𝑀))
28 climsuse.5 . . . . . . . . . . . . 13 𝑍 = (ℤ𝑀)
2927, 28sseqtrrdi 4021 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ) → (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀)) ⊆ 𝑍)
3029sseld 3969 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ) → (𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀)) → 𝑖𝑍))
3114, 15, 30sylc 65 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑖𝑍)
32 climsuse.1 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑘𝜑
33 nfv 1908 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑘 𝑖𝑍
3432, 33nfan 1893 . . . . . . . . . . . . 13 𝑘(𝜑𝑖𝑍)
35 climsuse.2 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑘𝐺
36 nfcv 2981 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑘𝑖
3735, 36nffv 6676 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑘(𝐺𝑖)
38 climsuse.3 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑘𝐹
39 climsuse.4 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑘𝐼
4039, 36nffv 6676 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑘(𝐼𝑖)
4138, 40nffv 6676 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑘(𝐹‘(𝐼𝑖))
4237, 41nfeq 2995 . . . . . . . . . . . . 13 𝑘(𝐺𝑖) = (𝐹‘(𝐼𝑖))
4334, 42nfim 1890 . . . . . . . . . . . 12 𝑘((𝜑𝑖𝑍) → (𝐺𝑖) = (𝐹‘(𝐼𝑖)))
44 eleq1 2904 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = 𝑖 → (𝑘𝑍𝑖𝑍))
4544anbi2d 628 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 𝑖 → ((𝜑𝑘𝑍) ↔ (𝜑𝑖𝑍)))
46 fveq2 6666 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = 𝑖 → (𝐺𝑘) = (𝐺𝑖))
47 2fveq3 6671 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = 𝑖 → (𝐹‘(𝐼𝑘)) = (𝐹‘(𝐼𝑖)))
4846, 47eqeq12d 2841 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 𝑖 → ((𝐺𝑘) = (𝐹‘(𝐼𝑘)) ↔ (𝐺𝑖) = (𝐹‘(𝐼𝑖))))
4945, 48imbi12d 346 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 𝑖 → (((𝜑𝑘𝑍) → (𝐺𝑘) = (𝐹‘(𝐼𝑘))) ↔ ((𝜑𝑖𝑍) → (𝐺𝑖) = (𝐹‘(𝐼𝑖)))))
50 climsuse.13 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐺𝑘) = (𝐹‘(𝐼𝑘)))
5143, 49, 50chvar 2409 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑖𝑍) → (𝐺𝑖) = (𝐹‘(𝐼𝑖)))
5228eleq2i 2908 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑖𝑍𝑖 ∈ (ℤ𝑀))
5352biimpi 217 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑖𝑍𝑖 ∈ (ℤ𝑀))
5453adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑖𝑍) → 𝑖 ∈ (ℤ𝑀))
55 uzss 12257 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑖 ∈ (ℤ𝑀) → (ℤ𝑖) ⊆ (ℤ𝑀))
5654, 55syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑖𝑍) → (ℤ𝑖) ⊆ (ℤ𝑀))
57 climsuse.10 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (𝐼𝑀) ∈ 𝑍)
58 nfcv 2981 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝑘(𝑖 + 1)
5939, 58nffv 6676 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑘(𝐼‘(𝑖 + 1))
60 nfcv 2981 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝑘
61 nfcv 2981 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 𝑘 +
62 nfcv 2981 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 𝑘1
6340, 61, 62nfov 7181 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝑘((𝐼𝑖) + 1)
6460, 63nffv 6676 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 𝑘(ℤ‘((𝐼𝑖) + 1))
6559, 64nfel 2996 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑘(𝐼‘(𝑖 + 1)) ∈ (ℤ‘((𝐼𝑖) + 1))
6634, 65nfim 1890 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑘((𝜑𝑖𝑍) → (𝐼‘(𝑖 + 1)) ∈ (ℤ‘((𝐼𝑖) + 1)))
67 fvoveq1 7174 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑘 = 𝑖 → (𝐼‘(𝑘 + 1)) = (𝐼‘(𝑖 + 1)))
68 fveq2 6666 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑘 = 𝑖 → (𝐼𝑘) = (𝐼𝑖))
6968fvoveq1d 7173 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑘 = 𝑖 → (ℤ‘((𝐼𝑘) + 1)) = (ℤ‘((𝐼𝑖) + 1)))
7067, 69eleq12d 2911 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑘 = 𝑖 → ((𝐼‘(𝑘 + 1)) ∈ (ℤ‘((𝐼𝑘) + 1)) ↔ (𝐼‘(𝑖 + 1)) ∈ (ℤ‘((𝐼𝑖) + 1))))
7145, 70imbi12d 346 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑘 = 𝑖 → (((𝜑𝑘𝑍) → (𝐼‘(𝑘 + 1)) ∈ (ℤ‘((𝐼𝑘) + 1))) ↔ ((𝜑𝑖𝑍) → (𝐼‘(𝑖 + 1)) ∈ (ℤ‘((𝐼𝑖) + 1)))))
72 climsuse.11 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐼‘(𝑘 + 1)) ∈ (ℤ‘((𝐼𝑘) + 1)))
7366, 71, 72chvar 2409 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑖𝑍) → (𝐼‘(𝑖 + 1)) ∈ (ℤ‘((𝐼𝑖) + 1)))
7428, 6, 57, 73climsuselem1 41749 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑖𝑍) → (𝐼𝑖) ∈ (ℤ𝑖))
7556, 74sseldd 3971 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑖𝑍) → (𝐼𝑖) ∈ (ℤ𝑀))
7675, 28syl6eleqr 2928 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑖𝑍) → (𝐼𝑖) ∈ 𝑍)
7776ex 413 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑖𝑍 → (𝐼𝑖) ∈ 𝑍))
7877imdistani 569 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑖𝑍) → (𝜑 ∧ (𝐼𝑖) ∈ 𝑍))
7933nfci 2968 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝑘𝑍
8040, 79nfel 2996 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑘(𝐼𝑖) ∈ 𝑍
8132, 80nfan 1893 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑘(𝜑 ∧ (𝐼𝑖) ∈ 𝑍)
8241nfel1 2998 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑘(𝐹‘(𝐼𝑖)) ∈ ℂ
8381, 82nfim 1890 . . . . . . . . . . . . 13 𝑘((𝜑 ∧ (𝐼𝑖) ∈ 𝑍) → (𝐹‘(𝐼𝑖)) ∈ ℂ)
84 eleq1 2904 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘 = (𝐼𝑖) → (𝑘𝑍 ↔ (𝐼𝑖) ∈ 𝑍))
8584anbi2d 628 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = (𝐼𝑖) → ((𝜑𝑘𝑍) ↔ (𝜑 ∧ (𝐼𝑖) ∈ 𝑍)))
86 fveq2 6666 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑘 = (𝐼𝑖) → (𝐹𝑘) = (𝐹‘(𝐼𝑖)))
8786eleq1d 2901 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = (𝐼𝑖) → ((𝐹𝑘) ∈ ℂ ↔ (𝐹‘(𝐼𝑖)) ∈ ℂ))
8885, 87imbi12d 346 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = (𝐼𝑖) → (((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ) ↔ ((𝜑 ∧ (𝐼𝑖) ∈ 𝑍) → (𝐹‘(𝐼𝑖)) ∈ ℂ)))
89 climsuse.8 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑘𝑍) → (𝐹𝑘) ∈ ℂ)
9040, 83, 88, 89vtoclgf 3570 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐼𝑖) ∈ 𝑍 → ((𝜑 ∧ (𝐼𝑖) ∈ 𝑍) → (𝐹‘(𝐼𝑖)) ∈ ℂ))
9176, 78, 90sylc 65 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑖𝑍) → (𝐹‘(𝐼𝑖)) ∈ ℂ)
9251, 91eqeltrd 2917 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑖𝑍) → (𝐺𝑖) ∈ ℂ)
9312, 31, 92syl2anc 584 . . . . . . . . 9 (((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → (𝐺𝑖) ∈ ℂ)
9412, 31, 51syl2anc 584 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → (𝐺𝑖) = (𝐹‘(𝐼𝑖)))
9594fvoveq1d 7173 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → (abs‘((𝐺𝑖) − 𝐴)) = (abs‘((𝐹‘(𝐼𝑖)) − 𝐴)))
96 fveq2 6666 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑖 = → (𝐹𝑖) = (𝐹))
9796eleq1d 2901 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑖 = → ((𝐹𝑖) ∈ ℂ ↔ (𝐹) ∈ ℂ))
9896fvoveq1d 7173 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑖 = → (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) = (abs‘((𝐹) − 𝐴)))
9998breq1d 5072 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑖 = → ((abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥 ↔ (abs‘((𝐹) − 𝐴)) < 𝑥))
10097, 99anbi12d 630 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑖 = → (((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥) ↔ ((𝐹) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹) − 𝐴)) < 𝑥)))
101100cbvralv 3457 . . . . . . . . . . . . 13 (∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥) ↔ ∀ ∈ (ℤ𝑗)((𝐹) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹) − 𝐴)) < 𝑥))
102101biimpi 217 . . . . . . . . . . . 12 (∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥) → ∀ ∈ (ℤ𝑗)((𝐹) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹) − 𝐴)) < 𝑥))
103102ad2antlr 723 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → ∀ ∈ (ℤ𝑗)((𝐹) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹) − 𝐴)) < 𝑥))
104 zre 11977 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑗 ∈ ℤ → 𝑗 ∈ ℝ)
1051043ad2ant2 1128 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑗 ∈ ℝ)
106 simp3 1132 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀)))
107 eluzelz 12245 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀)) → 𝑖 ∈ ℤ)
108 zre 11977 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑖 ∈ ℤ → 𝑖 ∈ ℝ)
109106, 107, 1083syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑖 ∈ ℝ)
110 simp1 1130 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝜑)
1116zred 12079 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝜑𝑀 ∈ ℝ)
112110, 111syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑀 ∈ ℝ)
113 simpl2 1186 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) ∧ 𝑀𝑗) → 𝑗 ∈ ℤ)
114113zred 12079 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) ∧ 𝑀𝑗) → 𝑗 ∈ ℝ)
115112adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) ∧ ¬ 𝑀𝑗) → 𝑀 ∈ ℝ)
116114, 115ifclda 4503 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀) ∈ ℝ)
117 max1 12571 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → 𝑀 ≤ if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))
118112, 105, 117syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑀 ≤ if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))
119 eluzle 12248 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀)) → if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀) ≤ 𝑖)
1201193ad2ant3 1129 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀) ≤ 𝑖)
121112, 116, 109, 118, 120letrd 10789 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑀𝑖)
122110, 6syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑀 ∈ ℤ)
1231073ad2ant3 1129 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑖 ∈ ℤ)
124 eluz 12249 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → (𝑖 ∈ (ℤ𝑀) ↔ 𝑀𝑖))
125122, 123, 124syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → (𝑖 ∈ (ℤ𝑀) ↔ 𝑀𝑖))
126121, 125mpbird 258 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑖 ∈ (ℤ𝑀))
127126, 28syl6eleqr 2928 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑖𝑍)
128110, 127jca 512 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → (𝜑𝑖𝑍))
129 eluzelre 12246 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐼𝑖) ∈ (ℤ𝑀) → (𝐼𝑖) ∈ ℝ)
130128, 75, 1293syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → (𝐼𝑖) ∈ ℝ)
131 max2 12573 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑀 ∈ ℝ ∧ 𝑗 ∈ ℝ) → 𝑗 ≤ if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))
132112, 105, 131syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑗 ≤ if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))
133105, 116, 109, 132, 120letrd 10789 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑗𝑖)
134 eluzle 12248 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐼𝑖) ∈ (ℤ𝑖) → 𝑖 ≤ (𝐼𝑖))
135128, 74, 1343syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑖 ≤ (𝐼𝑖))
136105, 109, 130, 133, 135letrd 10789 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑗 ≤ (𝐼𝑖))
137 simp2 1131 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → 𝑗 ∈ ℤ)
138 eluzelz 12245 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐼𝑖) ∈ (ℤ𝑖) → (𝐼𝑖) ∈ ℤ)
139128, 74, 1383syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → (𝐼𝑖) ∈ ℤ)
140 eluz 12249 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑗 ∈ ℤ ∧ (𝐼𝑖) ∈ ℤ) → ((𝐼𝑖) ∈ (ℤ𝑗) ↔ 𝑗 ≤ (𝐼𝑖)))
141137, 139, 140syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → ((𝐼𝑖) ∈ (ℤ𝑗) ↔ 𝑗 ≤ (𝐼𝑖)))
142136, 141mpbird 258 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑗 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → (𝐼𝑖) ∈ (ℤ𝑗))
14312, 13, 15, 142syl3anc 1365 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → (𝐼𝑖) ∈ (ℤ𝑗))
144 fveq2 6666 . . . . . . . . . . . . . . 15 ( = (𝐼𝑖) → (𝐹) = (𝐹‘(𝐼𝑖)))
145144eleq1d 2901 . . . . . . . . . . . . . 14 ( = (𝐼𝑖) → ((𝐹) ∈ ℂ ↔ (𝐹‘(𝐼𝑖)) ∈ ℂ))
146144fvoveq1d 7173 . . . . . . . . . . . . . . 15 ( = (𝐼𝑖) → (abs‘((𝐹) − 𝐴)) = (abs‘((𝐹‘(𝐼𝑖)) − 𝐴)))
147146breq1d 5072 . . . . . . . . . . . . . 14 ( = (𝐼𝑖) → ((abs‘((𝐹) − 𝐴)) < 𝑥 ↔ (abs‘((𝐹‘(𝐼𝑖)) − 𝐴)) < 𝑥))
148145, 147anbi12d 630 . . . . . . . . . . . . 13 ( = (𝐼𝑖) → (((𝐹) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹) − 𝐴)) < 𝑥) ↔ ((𝐹‘(𝐼𝑖)) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘(𝐼𝑖)) − 𝐴)) < 𝑥)))
149148rspccva 3625 . . . . . . . . . . . 12 ((∀ ∈ (ℤ𝑗)((𝐹) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹) − 𝐴)) < 𝑥) ∧ (𝐼𝑖) ∈ (ℤ𝑗)) → ((𝐹‘(𝐼𝑖)) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹‘(𝐼𝑖)) − 𝐴)) < 𝑥))
150149simprd 496 . . . . . . . . . . 11 ((∀ ∈ (ℤ𝑗)((𝐹) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹) − 𝐴)) < 𝑥) ∧ (𝐼𝑖) ∈ (ℤ𝑗)) → (abs‘((𝐹‘(𝐼𝑖)) − 𝐴)) < 𝑥)
151103, 143, 150syl2anc 584 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → (abs‘((𝐹‘(𝐼𝑖)) − 𝐴)) < 𝑥)
15295, 151eqbrtrd 5084 . . . . . . . . 9 (((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → (abs‘((𝐺𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)
15393, 152jca 512 . . . . . . . 8 (((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) ∧ 𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))) → ((𝐺𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐺𝑖) − 𝐴)) < 𝑥))
154153ex 413 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) → (𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀)) → ((𝐺𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐺𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)))
15511, 154ralrimi 3220 . . . . . 6 ((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) → ∀𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))((𝐺𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐺𝑖) − 𝐴)) < 𝑥))
156 fveq2 6666 . . . . . . . 8 (𝑙 = if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀) → (ℤ𝑙) = (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀)))
157156raleqdv 3420 . . . . . . 7 (𝑙 = if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀) → (∀𝑖 ∈ (ℤ𝑙)((𝐺𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐺𝑖) − 𝐴)) < 𝑥) ↔ ∀𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))((𝐺𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐺𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)))
158157rspcev 3626 . . . . . 6 ((if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀) ∈ ℤ ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ‘if(𝑀𝑗, 𝑗, 𝑀))((𝐺𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐺𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) → ∃𝑙 ∈ ℤ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑙)((𝐺𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐺𝑖) − 𝐴)) < 𝑥))
1598, 155, 158syl2anc 584 . . . . 5 ((((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) ∧ 𝑗 ∈ ℤ) ∧ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)) → ∃𝑙 ∈ ℤ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑙)((𝐺𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐺𝑖) − 𝐴)) < 𝑥))
160 climsuse.7 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐹𝑋)
161 eqidd 2826 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑖 ∈ ℤ) → (𝐹𝑖) = (𝐹𝑖))
162160, 161clim 14844 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐹𝐴 ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℤ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥))))
1631, 162mpbid 233 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐴 ∈ ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℤ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)))
164163simprd 496 . . . . . 6 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑗 ∈ ℤ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥))
165164r19.21bi 3212 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) → ∃𝑗 ∈ ℤ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑗)((𝐹𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐹𝑖) − 𝐴)) < 𝑥))
166159, 165r19.29a 3293 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ ℝ+) → ∃𝑙 ∈ ℤ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑙)((𝐺𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐺𝑖) − 𝐴)) < 𝑥))
167166ex 413 . . 3 (𝜑 → (𝑥 ∈ ℝ+ → ∃𝑙 ∈ ℤ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑙)((𝐺𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐺𝑖) − 𝐴)) < 𝑥)))
1684, 167ralrimi 3220 . 2 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑙 ∈ ℤ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑙)((𝐺𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐺𝑖) − 𝐴)) < 𝑥))
169 climsuse.12 . . 3 (𝜑𝐺𝑌)
170 eqidd 2826 . . 3 ((𝜑𝑖 ∈ ℤ) → (𝐺𝑖) = (𝐺𝑖))
171169, 170clim 14844 . 2 (𝜑 → (𝐺𝐴 ↔ (𝐴 ∈ ℂ ∧ ∀𝑥 ∈ ℝ+𝑙 ∈ ℤ ∀𝑖 ∈ (ℤ𝑙)((𝐺𝑖) ∈ ℂ ∧ (abs‘((𝐺𝑖) − 𝐴)) < 𝑥))))
1723, 168, 171mpbir2and 709 1 (𝜑𝐺𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 207  wa 396  w3a 1081   = wceq 1530  wnf 1777  wcel 2107  wnfc 2965  wral 3142  wrex 3143  wss 3939  ifcif 4469   class class class wbr 5062  cfv 6351  (class class class)co 7151  cc 10527  cr 10528  1c1 10530   + caddc 10532   < clt 10667  cle 10668  cmin 10862  cz 11973  cuz 12235  +crp 12382  abscabs 14586  cli 14834
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 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-13 2385  ax-ext 2797  ax-sep 5199  ax-nul 5206  ax-pow 5262  ax-pr 5325  ax-un 7454  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2619  df-eu 2651  df-clab 2804  df-cleq 2818  df-clel 2897  df-nfc 2967  df-ne 3021  df-nel 3128  df-ral 3147  df-rex 3148  df-reu 3149  df-rab 3151  df-v 3501  df-sbc 3776  df-csb 3887  df-dif 3942  df-un 3944  df-in 3946  df-ss 3955  df-pss 3957  df-nul 4295  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4564  df-pr 4566  df-tp 4568  df-op 4570  df-uni 4837  df-iun 4918  df-br 5063  df-opab 5125  df-mpt 5143  df-tr 5169  df-id 5458  df-eprel 5463  df-po 5472  df-so 5473  df-fr 5512  df-we 5514  df-xp 5559  df-rel 5560  df-cnv 5561  df-co 5562  df-dm 5563  df-rn 5564  df-res 5565  df-ima 5566  df-pred 6145  df-ord 6191  df-on 6192  df-lim 6193  df-suc 6194  df-iota 6311  df-fun 6353  df-fn 6354  df-f 6355  df-f1 6356  df-fo 6357  df-f1o 6358  df-fv 6359  df-riota 7109  df-ov 7154  df-oprab 7155  df-mpo 7156  df-om 7572  df-wrecs 7941  df-recs 8002  df-rdg 8040  df-er 8282  df-en 8502  df-dom 8503  df-sdom 8504  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-nn 11631  df-n0 11890  df-z 11974  df-uz 12236  df-clim 14838
This theorem is referenced by:  sumnnodd  41772  stirlinglem8  42228
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